×
19.06.2019
219.017.8494

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РАЗЛОЖЕНИЯ ВЕЩЕСТВА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к технике оптических измерений. Устройство содержит термостатирующий блок, датчики контроля начала нагрева и начала разложения исследуемого вещества, емкость для размещения навески исследуемого вещества в виде гильзы, установленной с возможностью погружения в термостатирующий блок. Гильза выполнена составной в виде трубки, на нижнем торце которой установлен с натягом колпачок для размещения навески исследуемого вещества, датчики установлены на одной высоте, при этом датчик контроля начала разложения исследуемого вещества установлен в трубке над колпачком с исследуемым веществом, а датчик контроля начала нагрева установлен вне трубки. Технический результат - повышение точности определения, расширение функциональных возможностей и упрощение устройства. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области аналитической химии, к физико-химическим методам анализа, и может быть использовано для идентификации веществ, а также определения их термостойкости и взрывоопасности.

Известно устройство для определения температуры плавления (разложения) вещества (А.С. СССР 307323, G 01 N 25/04, публикация БИ №20, 1971 г.). Устройство содержит сосуд с расплавленным исследуемым веществом, в которое погружается кольцо из тонкой платиновой проволоки (0,3-0,5 мм). Кольцо крепится к термодатчику, чувствительный элемент которого расположен в центре кольца. После извлечения датчика из сосуда на кольце образуется тонкая пленка, которая является микродозой исследуемого вещества (0,2-0,6 мг в зависимости от диаметра кольца). Если датчик с кольцом поместить в теплоизолированную от окружающей среды камеру с заданной температурой стенок, то скорость охлаждения и нагревания образца определяется перепадом температур между образцом и вспомогательной камерой. При большом перепаде температур последний остается практически постоянным, что обеспечивает линейное изменение температуры образца во времени при отсутствии тепловых эффектов. Запись температурной зависимости производится на трубке электронно-лучевого осциллографа. По температурам, при которых происходят превращения, строят диаграмму «состав-свойства» для исследуемого вещества.

Недостатками данного устройства являются:

1. Большая погрешность при определении температуры плавления, так как определение температуры плавления производится при охлаждении исследуемого вещества с высокой скоростью, при этом возможны ошибки за счет переохлаждения жидкой фазы.

2. Невозможность использования для анализа веществ, разлагающихся со вспышкой (в частности взрывчатых веществ).

Известно также устройство («Физика взрыва» под редакцией К.П.Станюкевича, М., Наука, 1975, с.160) для определения температуры разложения веществ, разложение которых сопровождается вспышкой, в частности взрывчатых веществ. Устройство содержит термостатирующий блок - ванну с легкоплавким сплавом, датчики контроля начала нагрева и начала вспышки взрывчатого вещества. Устройство содержит емкость для размещения навески исследуемого вещества в виде гильзы, установленной в ванне с легкоплавким сплавом. Навеска взрывчатого вещества в виде порошка (0,05 г) помещается в гильзу с помощью специального приспособления, имеющего ковшик и электромагнит, погруженную в расплав. Гильза сверху плотно закрывается ковшиком в момент загрузки навески. При вспышке ковшик отбрасывается. Время задержки вспышки измеряется электросекундомером, запускаемым при контакте ковшика с гильзой и останавливаемым при отбросе ковшика. Температура вспышки взрывчатого вещества определяется по зависимости времени задержки вспышки от температуры, при этом задаются некоторые значения времени задержки, например 5 секунд.

Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству. Оно выбрано в качестве прототипа.

Недостатками данного устройства являются большая погрешность определения температуры вспышки и сложность обслуживания устройства. Это обусловлено тем, что:

1. Исследуемое вещество находится в виде порошка и помещается в нагретую гильзу в виде слоя неконтролируемой плотности и неопределенной формы, что приводит к неопределенности коэффициентов теплопроводности, которые отрицательно влияют на значение температуры разложения взрывчатого вещества.

2. Устройство предназначено только для анализа веществ, разложение которых сопровождается вспышкой. Определение температуры начала медленного разложения исследуемого вещества невозможно.

3. Момент вспышки исследуемого вещества определяют при помощи электромеханической системы, требующей постоянного ухода и контроля, время срабатывания системы зависит от механических свойств устройства.

4. После каждого опыта необходимо производить очистку гильзы от остатков продуктов разложения исследуемого вещества.

Задачей изобретения является повышение точности определения температуры разложения исследуемого вещества, расширение функциональных возможностей и упрощение обслуживания устройства.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает следующий технический результат:

1. Высокая воспроизводимость и точность результатов анализов.

2. Возможность применения устройства для анализа широкого спектра веществ, разлагающихся как со вспышкой, так и без вспышки, в том числе определение температуры плавления веществ.

3. Высокая надежность и простота в эксплуатации.

Для достижения указанного технического результата в известном устройстве для определения температуры разложения исследуемого вещества, содержащем термостатирующий блок, датчики контроля начала нагрева и начала разложения исследуемого вещества, емкость для размещения навески исследуемого вещества в виде гильзы, установленной с возможностью погружения в термостатирующий блок, согласно изобретению гильза выполнена составной в виде трубки, на нижнем торце которой установлен с натягом колпачок для размещения навески исследуемого вещества. Датчики контроля установлены на одной высоте, при этом датчик контроля начала разложения исследуемого вещества установлен в трубке над колпачком с исследуемым веществом. Датчик контроля начала нагрева установлен вне трубки.

Трубка и колпачок разборной гильзы выполнены из материала одинаковой теплопроводности.

Датчики контроля начала нагрева и разложения могут быть выполнены в виде термопары.

Датчик контроля начала нагрева может быть установлен на внешней стенке трубки.

В устройстве применены компьютерный контроль и обработка результатов опыта.

Гильза для размещения исследуемого вещества выполнена разборной в виде трубки и колпачка одинаковой теплопроводности и минимальной толщины (0,1 мм), что обеспечивает минимальные тепловые потери и высокую скорость прогрева стенок.

Исследуемое вещество помещается в колпачок, что позволяет исключить разбрасывание исследуемого вещества по гильзе, т.е. исключить потери исследуемого вещества, что значительно повышает точность определения температуры разложения исследуемого вещества.

Колпачки - одноразового использования, тем самым исключается операция чистки гильзы после каждого опыта, что упрощает эксплуатацию устройства и повышает производительность труда.

Кроме того, расположение датчика контроля начала разложения исследуемого вещества в непосредственной близости над веществом и установление его на одной высоте с датчиком контроля нагрева позволяет мгновенно зафиксировать момент начала разложения исследуемого вещества, что положительно влияет на точность результатов.

Датчики контроля начала нагрева и начала разложения исследуемого вещества изготовлены из тонкой проволоки и имеют малую тепловую инерцию, что также положительно влияет на точность результатов.

На фиг.1 приведена схема заявленного устройства.

На фиг.2 приведена диаграмма опыта разложения исследуемого вещества «А» при фиксированной температуре (300±1°С).

Заявленное устройство (фиг.1) состоит из: термостатирующего блока (ванны) 1, датчика контроля начала нагрева 2, датчика контроля начала разложения (вспышки) 3 исследуемого вещества, разборной гильзы 4 с колпачком 5 с навеской исследуемого вещества, приспособления 6 для опускания и извлечения разборной гильзы 4 с навеской (образца) исследуемого вещества, терморегулятора 7. Контроль нагрева термостатирующего блока (ванны с легкоплавким сплавом) осуществляется с помощью датчика 8. Датчик 9 служит для аварийного отключения термостатирующего блока. Сигналы с контролирующих датчиков 2 и 3 подаются на регистрирующий блок 10 (самописец или компьютер).

Навеска исследуемого вещества помещается в колпачок 5, верхний слой исследуемого вещества в зависимости от его структуры выравнивается или подпрессовывается до заданной плотности, что позволяет исключить погрешность при проведении опыта, так как:

1. фиксированы пористость и геометрические размеры образца;

2. минимизирована и фиксирована толщина стенки и донышка колпачка;

3. датчики контроля расположены в непосредственной близости от исследуемого вещества;

4. измеряемые параметры фиксируются автоматически в цифровом виде.

Работа заявленного устройства поясняется на примере определения температуры разложения циклотетраметилентетранитрамина (далее вещество «А»), заявленное устройство работает следующим образом.

Тонкостенный никелевый колпачок 5 с запрессованной до заданной плотности навеской вещества «А» устанавливают с натягом на нижнем торце тонкостенной никелевой трубки разборной гильзы 4. Материал трубки и колпачка не взаимодействует с продуктами разложения исследуемого вещества.

Приспособление 6 постоянно находится в сборке, датчик 3 установлен внутри трубки разборной гильзы 4, на внешней стороне гильзы 4 находится датчик контроля нагрева 2. Датчики контроля 2 и 3 установлены на одинаковой высоте, выполнены в виде термопар хромель-копель, включены дифференциально, регистрирующий сигнал с них поступает на персональный компьютер 10.

С помощью приспособления для опускания 6 закрепляют гильзу 4 с колпачком 5 в исходном положении.

Включают регистрирующий блок 10, в данном случае это двухканальный компьютерный измеритель температуры: один канал которого фиксирует температуру расплава термостатирующего блока в непосредственной близости от исследуемого вещества, второй - разность сигналов между внешним и внутренним температурными датчиками.

Быстро без удара опускают гильзу 4 в термостатирующий блок 1 (со сплавом Розе).

При соприкосновении с расплавом датчика контроля начала нагрева 2, находящегося на внешней стороне гильзы, происходит его нагрев, в результате которого на диаграмме регистрирующего блока появляется изображение первого импульса (фиг.2, участок 1 на диаграмме).

Точка отклонения линии от нулевой служит начальной точкой расчета времени задержки начала разложения исследуемого вещества (τн).

Нагрев датчика 3 контроля начала разложения исследуемого вещества задерживается из-за наличия воздушного зазора между стенкой гильзы и спаем термопары.

По мере его нагревания на регистрирующий блок 10 поступает сигнал, противоположный по знаку сигналу датчика 2 контроля начала нагрева, поэтому на диаграмме при появлении этого сигнала происходит выравнивание первого импульса датчика 2 контроля начала нагрева, в результате которого записываемая линия приближается к нулю (фиг.2, участок диаграммы 2).

Начало разложения сопровождается выделением горячих (газообразных) продуктов разложения, что вызывает дополнительный разогрев датчика 3 контроля начала разложения (фиг.2, участок диаграммы 3).

На диаграмме этот сигнал отличается резким отклонением. Точка резкого отклонения является конечной точкой отсчета (τк). Если процесс плавления идет без разложения, происходит поглощение тепла и отклонение сигнала идет в противоположном направлении.

После появления второго импульса на диаграмме опыт считается законченным, происходит охлаждение контролирующего датчика 3 контроля начала разложения исследуемого вещества (фиг.2, участок 4), приспособление 6 извлекают из расплава термостатирующего блока 1.

За время задержки (τзад.) - разложения исследуемого вещества принимают время между началами отклонения пиков диаграммы.

По результатам опытов определяют зависимость времени задержки разложения от температуры, τзад=f(T).

Задавшись временем τзад.=10 сек, определяют температуру разложения. Данное время выбрано экспериментальным путем на основании результатов опытов по определению времени прогрева образца 5.

Для вещества «А» значение температуры начала разложения при 10-секундной задержке составляет 305±1°С.

Заявленное устройство для определения температуры разложения было опробовано для определения температуры вспышки взрывчатых веществ, при этом точность определения температуры вспышки составляла от 0,5 до 3°С в зависимости от исследуемого вещества.

1.Устройстводляопределениятемпературыразложениявещества,содержащеетермостатирующийблок,датчикиконтроляначаланагреваиначаларазложенияисследуемоговещества,емкостьдляразмещениянавескиисследуемоговеществаввидегильзы,установленнойсвозможностьюпогружениявтермостатирующийблок,отличающеесятем,чтогильзавыполненасоставнойввидетрубки,нанижнемторцекоторойустановленснатягомколпачокдляразмещениянавескиисследуемоговещества,датчикиустановленынаоднойвысоте,приэтомдатчикконтроляначаларазложенияисследуемоговеществаустановленвтрубкенадколпачкомсисследуемымвеществом,адатчикконтроляначаланагреваустановленвнетрубки.12.Устройствопоп.1,отличающеесятем,чтотрубкаиколпачоквыполненыизматериаласодинаковойтеплопроводностью.23.Устройствопоп.1,отличающеесятем,чтодатчикиконтроляначаланагреваиначаларазложенияисследуемоговеществавыполненыввидетермопар.34.Устройствопоп.1или3,отличающеесятем,чтодатчикконтроляначаланагреваустановленнавнешнейстенкетрубки.4
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 87.
19.04.2019
№219.017.2c1e

Устройство для получения последовательности кадров изображения

Изобретение относится к телевизионной технике и может быть использовано в системах наблюдения быстропротекающих процессов. Устройство для получения последовательности кадров изображения содержит оптически связанные и последовательно соединенные оптоволоконный преобразователь и камеру с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002286589
Дата охранного документа: 27.10.2006
19.04.2019
№219.017.2c5b

Пассивный пробоотборник

Изобретение может быть использовано при экологическом мониторинге природных и сточных вод для оценки качества окружающей среды. Пассивный пробоотборник содержит контейнер с открытой верхней частью, крышку с отверстием, съемно соединенную с открытой частью контейнера, и пробоотборный узел....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002287144
Дата охранного документа: 10.11.2006
19.04.2019
№219.017.2ca0

Способ имитации свойств плутония

Изобретение относится к области моделирования процессов диспергирования плутония при аварийном взрыве объектов и распространения его аэрозолей в атмосфере и может быть использовано для прогнозирования масштабов радиоактивного загрязнения местности при авариях. Способ имитации свойств плутония...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002298850
Дата охранного документа: 10.05.2007
19.04.2019
№219.017.2cbf

Магнитотерапевтическая установка

Изобретение относится к медицинской технике. Установка содержит управляемый источник питания и охватывающий рабочую полость индуктор. Индуктор состоит из магнитопровода, выполненного из колец, навитых из полос электротехнической стали, и обмотки. Обмотка уложена вдоль магнитопровода. В кольцах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002290222
Дата охранного документа: 27.12.2006
19.04.2019
№219.017.2dcd

Зеркало для лазеров

Изобретение относится к технической физике, а именно к полупрозрачным зеркалам с многослойным интерференционным покрытием, используемым в лазерной технике. Зеркало для лазера содержит подложку и нанесенное на нее многослойное диэлектрическое покрытие чередующихся слоев с высоким и низким...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002348092
Дата охранного документа: 27.02.2009
19.04.2019
№219.017.2e7e

Способ построения диаграммы деформирования материала

Изобретение относится к исследованию механических свойств материала. Сущность: регистрируют деформации стержневых образцов произвольной формы при их упругопластическом изгибе внешней фиксированной поперечной силой, создающей в различных сечениях рабочей части образца изгибающий момент,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002319945
Дата охранного документа: 20.03.2008
19.04.2019
№219.017.2ed1

Устройство для резки в канале

Изобретение относится к технике для производства аварийно-спасательных и ремонтно-восстановительных работ и может быть использовано при устранении непроходимостей в длинных каналах криволинейного профиля, заблокированных на большой глубине пучками проволок оборванных канатов и арматурой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002381860
Дата охранного документа: 20.02.2010
19.04.2019
№219.017.2fdc

Разрядник

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано в коммутаторах для сильноточных импульсных ускорителей заряженных частиц, для импульсных генераторов токов и т.п. Техническим результатом является увеличение ресурса, повышение надежности, электрической прочности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002339139
Дата охранного документа: 20.11.2008
19.04.2019
№219.017.3069

Способ изготовления кумулятивных облицовок

Изобретение относится к перфорационной технике при прострелочно-взрывных работах в нефтедобыче. Способ включает получение исходной заготовки из медного прутка, ее деформирование с образованием заданной формы и низкотемпературный отжиг полученной заготовки. Медный пруток подвергают интенсивной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002362111
Дата охранного документа: 20.07.2009
19.04.2019
№219.017.3084

Тягово-сцепное устройство с подпором

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения, касается тягово-сцепных устройств транспортных средств. Тягово-сцепное устройство с подпором включает буксирное дышло, приспособленное к соединению с тяговым крюком тягача с помощью сцепной петли и снабженное сцепными вилками...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002322361
Дата охранного документа: 20.04.2008
Показаны записи 1-7 из 7.
20.01.2016
№216.013.a19b

Химически активный фильтрующий элемент и способ его изготовления

Изобретение относится к области химической технологии. Химически активный фильтрующий элемент, содержащий химически активный материал в виде порошка или гранул, распределенный по каркасу из пористого инертного металлического носителя, размещенного в пористой оболочке. Химически активный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002573013
Дата охранного документа: 20.01.2016
12.01.2017
№217.015.60e4

Способ обработки взрывчатого вещества

Изобретение относится к технологии смесевых взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано в детонирующих зарядах, воспламенителях, детонаторах и других взрывных устройствах. Способ обработки взрывчатого вещества заключается в получении суспензии взрывчатого вещества или его смеси с порошком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590562
Дата охранного документа: 10.07.2016
25.08.2017
№217.015.a2c3

Способ приготовления пластичного взрывчатого состава

Изобретение относится к технологии взрывчатых веществ, а именно пластичных взрывчатых составов, используемых в конструкциях взрывных зарядов. Способ приготовления пластичного взрывчатого состава заключается в смешивании кристаллического взрывчатого вещества (ВВ) с раствором пластичного полимера...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607206
Дата охранного документа: 10.01.2017
17.02.2018
№218.016.2c97

Комбинированный взрывной заряд

Изобретение относится к области взрывной техники, а именно к конструированию взрывных зарядов на основе бризантных взрывчатых веществ. Комбинированный взрывной заряд из бризантного взрывчатого вещества выполнен с центральным осевым каналом, который заполнен композицией на основе неорганических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643844
Дата охранного документа: 06.02.2018
14.11.2018
№218.016.9d3a

Таблетка для изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора на быстрых нейтронах

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к ядерному горючему и способам изготовления дисперсионных топливных таблеток тепловыделяющих элементов. Таблетка для изготовления тепловыделяющего элемента ядерного реактора на быстрых нейтронах содержит равномерно распределенные по объему...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672256
Дата охранного документа: 13.11.2018
18.05.2019
№219.017.5a9d

Способ изготовления смесевого взрывчатого вещества

Изобретение относится к технологии изготовления смесевых взрывчатых веществ, содержащих мощное взрывчатое вещество и металл. Способ заключается в смешивании исходных компонентов в присутствии легколетучей органической жидкости с последующим ее удалением и сушкой смесевого взрывчатого вещества....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002433986
Дата охранного документа: 20.11.2011
06.06.2019
№219.017.73fe

Устройство для определения чувствительности энергетического материала к трению ударного характера

Изобретение относится к области исследования или анализа энергетических материалов (ЭМ) путем определения их физических свойств, а именно, к устройствам для определения характеристик чувствительности ЭМ к трению ударного характера. Заявляемое устройство содержит расположенные в корпусе напротив...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690523
Дата охранного документа: 04.06.2019
+ добавить свой РИД