CZ2006692A3 - Zpusob sledování šírení vlhkosti v pórovitých hmotách a zarízení k jeho provádení - Google Patents
Zpusob sledování šírení vlhkosti v pórovitých hmotách a zarízení k jeho provádení Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2006692A3 CZ2006692A3 CZ20060692A CZ2006692A CZ2006692A3 CZ 2006692 A3 CZ2006692 A3 CZ 2006692A3 CZ 20060692 A CZ20060692 A CZ 20060692A CZ 2006692 A CZ2006692 A CZ 2006692A CZ 2006692 A3 CZ2006692 A3 CZ 2006692A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sample
- waveguides
- waveguide
- reservoir
- moisture
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 16
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 241000208140 Acer Species 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 238000009435 building construction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
- G01N22/04—Investigating moisture content
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/38—Concrete; Lime; Mortar; Gypsum; Bricks; Ceramics; Glass
- G01N33/383—Concrete or cement
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Zpusob sledování šírení vlhkosti v pórovitých hmotách, kdy se po zavešení vzorku na váhu pod nej privede nádržka s kapalinou pomocí polohovacího mechanismu tak, aby bylo celo vzorku smáceno kontaktems hladinou kapaliny, nacež se privede ke vzorku mikrovlnné zárení pomocí vlnovodu a nechá se procházet vzorkem u jeho cela a po spuštení prestavovacího zarízení se vlnovody kontinuálne posunují smerem nahoru v délce sledovaného vzorku a merí kontinuálne vlhkost v saturované oblasti od cela vzorku nahoru, pricemž se merí zmena intenzity pruchodu zárení a zmen hmotnosti vzorku v case a výsledky jsou kvantifikována a dále vyhodnocovány na pripojeném pocítaci. Zarízení k provádení tohoto zpusobu sestává z polohovacího mechanismu (3) pro prestavování výšky nádržky (2) a tím i hladiny kapaliny, pricemž záves (4) je v hodní cásti upevnen na digitální váze (5) umístené nad ním, pricemž nad nádržkou(2) je usporádán vysílací vlnovod (8) mikrovlnného zárení na jehož okraji odvráceném od nádržky (2)je usporádán zdroj (15) mikrovlnného zárení, napojený na zdroj napetí (6), pricemž z druhé strany je proti vysílacímu vlnovodu (8) usporádán ve stejné výšce prijímací vlnovod (9), pricemž oba vlnovody jako jedna jednotka jsou prestavitelne usporádány na nosném rámu pres prestavovací zarízení (14), a vlnovody jsou provedeny z dutého kovového profilu a vzorek (16) je usporádán mezi vzájemne privrácenými konci vlnovodu (8,9), pricemž na prijímacím vlnovodu (9) je na odvrácené strane od nádržky (2)usporádán prijímac mikrovln (10), napojený na multimetr (11).
Description
Způsob sledování šíření vlhkosti v pórovitých hmotách a zařízení k jeho provádění
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu sledování šíření vlhkosti v pórovitých hmotách, zvláště na principu využití elektromagnetického mikrovlnného záření a zařízení k jeho provádění.
Dosavadní stav techniky
Převážným typem realizovaných stěnových stavebních konstrukcí jsou zděné konstrukce z kusových staviv spojovaných maltou. Značná část stavebních poruch je zapříčiněna a provázena vlivem nežádoucího působení vlhkosti. Současné trendy ve stavebnictví jsou směřovány na využití nových, lehkých stavebních hmot a přitom jsou kladeny stále vyšší požadavky na bezporuchovou funkci stavebních konstrukcí, zejména na tepelně izolační schopnost obvodových plášťů. Stále nedostatečně vyřešeným tématem při studiu materiálových vlastností pórovitých staviv je zjišťování charakteristických materiálových parametrů pro posuzování vlhkostního stavu ve stavebních konstrukcích. Potřebnou veličinou je součinitel vodivosti kapilární vlhkosti, který se odvozuje z měření saturační a desaturační křivky (průběh navlhání a vysychání) podle pohybu polohy vlhkostního profilu v nestacionárním stavu (tj. před dosažením úplného provlhnutí) průběhu navlhání.
K tomuto účelu je běžně používána gravimetrická metoda , která je základním způsobem zjišťování obsahu vlhkosti v látce. Ta spočívá v tom, že se měřený vzorek o určité délce navlhčí na čele a voda se po určitou dobu nechá vzorkem vzlínat. Poté se vzorek rozdělí na několik segmentů - vzorků, které mají různou míru navlhčení. Změří se vlhkost v jednotlivých segmentech a na základě výsledku se stanoví křivka rozložení vlhkosti ve vzorku. Tato metoda obecně je zatížena nepřesnostmi při manipulaci se vzorkem a je prakticky nepoužitelná pro opakovaná měření na daném vzorku pro uplatnění integrální metody ke stanovení součinitele kapilární vodivosti. Na obr.8 je graficky vyjádřena navlhací křivka gravimetrickou metodou, tj. rozlámáním.
Pro měření vlhkosti by bylo možno použít měřící metodu absorpce neutronového záření, využívající principu jaderné magnetické rezonance. Tato metoda je ovšem velmi drahá a vyžaduje velké strojní vybavení a nároky na ochranu před nebezpečným zářením a proto ve stavební praxi nevhodná.
«· · ·
Cílem vynálezu je představit způsob pro sledování šíření vlhkosti v pórovitých hmotách a zařízení kjeho provádění, které by umožnilo přesné a opakovatelné měření pro uplatnění integrální metody ke stanovení součinitele kapilární vodivosti, které by bylo poměrně snadno a levně dostupné.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob sledování šíření vlhkosti v pórovitých hmotách podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že po zavěšení vzorku na váhu se pod něj přivede nádržka s kapalinou pomocí polohovacího mechanismu tak, aby bylo čelo vzorku smáčeno kontaktem s hladinou kapaliny, načež se přivede ke vzorku mikrovlnné záření pomocí vlnovodů a nechá se procházet vzorkem u jeho čela a po spuštění přestavovacího zařízení se vlnovody kontinuálně posunují směrem nahoru v délce sledovaného vzorku a měří kontinuálně vlhkost v saturované oblasti od čela vzorku nahoru, přičemž se měří změna intenzity průchodu záření a změna hmotnosti vzorku v čase a výsledky jsou kvantifikovány a dále vyhodnocovány na připojeném počítači.
Zařízení k provádění výše uvedeného způsobu sestává z polohovacího mechanismu pro přestavování výšky nádržky a tím i hladiny kapaliny, přičemž závěs je v horní části upevněn na digitální váze umístěné nad ním, přičemž nad nádržkou je uspořádán vysílací vlnovod mikrovlnného záření na jehož okraji odvráceném od sledovaného vzorku je uspořádán zdroj mikrovlnného záření, napojený na zdroj napětí, přičemž z druhé strany je proti vysílacímu vlnovodu uspořádán ve stejné výšce přijímací vlnovod, přičemž oba vlnovody jako jedna jednotka jsou přestavitelně uspořádány na nosném rámu přes přestavovací zařízení, a vlnovody jsou provedeny z dutého kovového profilu a vzorek je uspořádán mezi vzájemně přivrácenými konci vlnovodů, přičemž na přijímacím vlnovodu je na odvrácené straně od sledovaného vzorku uspořádán přijímač mikrovln, napojený na multimetr.
Ve výhodném provedení je polohovací mechanismus vlnovodů opatřen elektromotorem s regulací rychlosti posuvu vlnovodů v délce vzorku.
Takto lze zajistit kontinuální pohyb vlnovodů a tím i kontinuální měření.
V jiném výhodném provedení je zdroj mikrovlnného záření Gunnova dioda.
V dalším výhodném provedení jsou v obou vlnovodech zabudovány clony pro regulaci intenzity záření. Takto lze snadno měnit intenzitu podle povahy vzorku.
• t ·· • · • ···
V dalším výhodném provedení jsou všechny prvky uspořádány na jednom rámu. Tak lze vytvořit kompaktní zařízení.
V jiném výhodném provedení je multimetr připojený k osobnímu počítači pro digitální vizualizaci a přenos výsledků ve formě křivek a záznamu detekovaných hodnot změny intenzity elektromagnetického mikrovlnného záření v závislosti na hmotnostní vlhkosti.
V dalším výhodném provedení je digitální váha rovněž připojena k přenosu indikovaných veličin k osobnímu počítači jako kontinuální sledování hmotnosti vzorku v průběhu jeho navlhání.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude dále přiblížen pomocí výkresů, na kterých obr.1 představuje konstrukční schéma zařízení pro realizaci způsobu podle vynálezu, obr.2 představuje zobrazení předpokládaného průběhu navlhání vzorku materiálu, obr.3 představuje základní graf s vyjádřením parametrů potřebných pro stanovení součinitele kapilární vodivosti, obr. 4 znázorňuje graf získaný zkoumáním jednoho konkrétního vzorku na předmětném zařízení, obr.5 představuje graf získaný sledováním hmotnosti vzorku v průběhu navlhání na předmětném zařízení, obr.6 znázorňuje graf zachycení souřadnice polohy profilu vlhkostního čela ve zvoleném časovém intervalu od počátku navlhání, obr. 7 představuje výstupy měření zpracované v programu Maple a obr.8 je grafickým vyjádřením navlhací křivky gravimetrickou metodou, tj. rozlámáním popsanou ve stavu techniky.
Příklad provedení vynálezu
Na obr.1 je vidět z konstrukčního schématu, že zařízení 1 pro sledování šíření vlhkosti v pórovitých hmotách podle vynálezu sestává z nádržky 2 na kapalinu, polohovacího mechanismu 3, který slouží k přestavování výšky nádržky 2 a tím i hladiny kapaliny. Nad nádržkou 2 je zkoušený vzorek 16 zavěšený na závěsu 4, který je uchycen na digitální váze 5 nad ním. V prostoru nad nádržkou 2, je uspořádán vysílací vlnovod 8 mikrovlnného záření, na jehož okraji vzdáleném od nádržky 2 je zdroj záření 15, což je v našem případě Gunnova dioda, napojený na zdroj napětí 6 potřebného pro funkci Gunnovy diody. Z druhé strany od nádržky je proti vysílacímu vlnovodu 8 uspořádán přijímací vlnovod 9. Čárkované šipky znázorňují tok záření. Oba vlnovody jakožto jedna jednotka jsou výškově přestavitelně uspořádány na neznázorněném nosném rámu, a to pomocí přestavovacího zařízení 14, které je schematicky naznačeno oboustrannou šipkou. Vlnovody 8 a 9 jsou provedeny z dutého kovového profilu. I váha 5 je uspořádána na neznázorněném rámu. Na obou vlnovodech 8 a 9 jsou zabudovány clony 12 a 13, s jejichž pomocí lze regulovat intenzitu záření. Vzorek 16 je uspořádán mezi vzájemně přivrácenými konci vlnovodů 8 a 9. Na přijímacím vlnovodu 9 je na straně odvrácené od nádržky 2 uspořádán přijímač mikrovln 10, napojený na multimetr H, kde lze odečítat hodnoty změny intenzity záření na výstupu. Multimetr H je připojený k počítači 17, kde lze pomocí odpovídajícího programu sledovat výsledky, např. ve formě křivek. K přenosu indikovaných veličin slouží také komunikační program k odečítání údajů na displeji digitální váhy a software programu k multimetru 11.
Před dalším popisem funkce zařízení podle vynálezu je dobré připomenout obecné vlastnosti zkoušených materiálů. Při smáčení čela vzorku 16 kontaktem s hladinou kapaliny dojde v určitém časovém úseku k nasátí vlhkosti do určité výše vzorku. To je dobře zobrazeno na obr. 2, který představuje zobrazení předpokládaného průběhu navlhání vzorku materiálu. Jde o tzv. profil vlhkostního čela. Vlhkost je nejvyšší ve vzorku u hladiny kapaliny a směrem nahoru v délce vzorku jí ubývá. Tato měnící se vlhkost je předmětem zkoumání.
Nejdříve je třeba zjistit gradient vlhkosti. Známe-li časové a prostorové rozložení vlhkosti, tedy tzv. gradient vlhkosti je možné z naměřených hodnot vypočítat hodnoty součinitele kapilární vodivosti K.
Na obr.3 je vyjádření parametrů potřebných pro stanovení součinitele kapilární vodivosti.
Při použití nestacionární metody pro určení součinitele kapilární vodivosti je vhodné znát několik křivek navlhání pro různé časy od začátku experimentu pro jeden stejný vzorek (metoda integrální) a pro metodu Matannovu postačí jedna navlhací křivka zjištěná v nestacionárním stavu, vhodně vybraná z měření ve zvolených časových intervalech.
Pro výpočet součinitele vlhkostní vodivosti se běžně uplatňuje metoda Matanova, kdy postačí znát jednu křivku navlhání, čas od počátku experimentu a souřadnice průběhu vlhkostního čela, odpovídající této křivce. Matanova metoda ···· o·· « 4» ·· *· · · · « · * • 4 · * · · • 4 · · ·
Μ· ·· ·· využívá Boltzmannovu transformaci, kterou je možno použít v případě krátkých časů, kdy se ještě neuplatní okrajová podmínka na suchém konci vzorku.
Pro zjednodušení výpočtu je uplatněna transformace funkce dvou proměnných u, t na funkci jedné proměnné η:
Boltzmannova transformace η - —-=
2-Jt (u(x,ť) = ω(η) , h(0,í) = «j , u(x,0) = u2) (1) (2) převádí řešení parciální diferenciální rovnice (1) na řešení obyčejné diferenciální rovnice v nové proměnné η:
_δ_ δη δω , δω (κ(ω)·—) + 2η— δη δη (3) s okrajovými podmínkami &>(0) = , «(qo) = u2.
kde ω nová proměnná za předpokladu, že t je vybraný časový interval η transformace, označ, jako Boltzmannova souřadnice [m.s-1/2] u-ι určitá dosažená hodnota hmotn. vlhkosti, získaná v čase [-] u2 hmotn. vlhkost materiálu v ustáleném stavu jako vlhkost relativní [-]
Známe-li rozložení vlhkosti m(x) v daném čase t, (t.j. t je konstanta a w(x) je funkce jedné proměnné x můžeme rovnici (2) dále upravit a vyjádřit součinitele vlhkostní vodivosti:
2tu'(x) (4) k(u(x)) je souč. kapilární vodivosti, jako fce vlhkosti na délce sledovaného vzorku materiálu v délce vlhkostního čela [m2.s'1] t čas. interval, ve kterém je vlhkost měřena jako funkce křivky u(x) v délce profilu vlhkostního čela [s] ζ je substitucí vzdálenosti měřené v délce vzorku od bodu na navlhací křivce du ve vzorci vyjádřená do °°, pro praktické uplatnění je brána do intervalu na měřeném vzorku dovzdálenosti, kde se projeví vlhkost v ustáleném stavu, to je u2, jako hodnota relativní vlhkosti měřeného materiálu [-] x souřadnice v délce vzorku a pro identifikaci její přesné polohy jsou potřeba naměřené hodnoty postupu vlhkostního čela, zjistitelné od úrovně spodní plochy měřeného vzorku [m] u' je derivace vlhkosti podle prostorové souřadnice, z počátku bude “as přibývajícím časem půjde k 0 substitucí x za ζ je u' derivací podle ζ [-] • ·
K detekci polohy hmotnostní vlhkosti v pórovité struktuře inertní hmoty se využívá elekromagnetického mikrovlnného záření, které umožňuje nedestruktivní a kontinuální měření, má vysokou citlivost a výsledek měření není ovlivněn chemickým složením látky či množství chemicky vázané vody.
Mikrovlny pronikají do materiálu bez vlivu na jejich vlastnosti. Pro měření součinitele kapilární vodivosti pórovitých stavebních hmot vyhovuje frekvence okolo 1O10 Hz.
Při práci se zařízením podle vynálezu se pracuje následovně:
Pro sledování procesu šíření vlhkosti je využita detekce změny intenzity elektromagnetického mikrovlnného záření v závislosti na hmotnostní vlhkosti v pórovitém materiálu. Jedná se o zaznamenání jednorozměrného transportního procesu v laboratorních podmínkách ve vzorcích staviv při jejich přímém kontaktu svodní hladinou. Sledování změny intenzity elektromagnetického mikrovlnného záření procházejícího vzorkem slouží k zachycení polohy a množství vlhkosti obsažené v porézní hmotě v důsledku synchronizovaného pohybu vlnovodů vysílací a přijímací antény v čase podél sledovaného vzorku staviva. Detekované hodnoty vyjádřené v čase pojezdu vlnovodů lze převést přepočtem rychlosti pohonu na údaje délkové, viz obr. 6.
Měřící aparatura je připojena k osobnímu počítači. K přenosu indikovaných veličin slouží komunikační program k odečítání údajů na displeji digitální váhy a software programu k multimetru.
Na obr.4 je graf získaný zkoumáním jednoho konkrétního vzorku na předmětném zařízení a představuje závislost změny intenzity elektromagnetického mikrovlnného záření na hmotnostní vlhkosti v mV u materiálu pálený střep. Jedná se o funkční závislost změny intenzity elektromagnetického mikrovlnného záření na hmotnostní vlhkosti.
Na obr. 5 je graf získaný zkoumáním jiného konkrétního vzorku na předmětném zařízení a představuje křivku vyjadřující navlhání vzorku v závislosti na čase u materiálu plynosilikát.
Na obr.6 je graf zachycení polohy profilu vlhkostního čela ve zvoleném časovém intervalu od počátku navlhání a převedení časových údajů na délkové pomocí synchronizované pohonné jednotky využitím programu Linregrese Excel.
• · *ββ* ···· ··· ···
Hodnoty získané měřením je možné použít pro výpočet součinitele kapilární vodivosti metodami, které vycházejí z určení rozložení vlhkosti (u/x,t) po délce vzorku ve zvolených časových intervalech, tj. určení křivek navlhání v nestacionárním stavu. K určení vlhkosti v daném místě vzorku je výhodné využít měření pomocí mikrovlnného záření. Čím větší vlhkost materiálu obsahuje, tím menší množství mikrovlnného záření materiálem prochází, neboť vodíková jádra molekuly vody absorbují mikrovlnné záření. Na základě měření pomocí mikrovlnného záření lze určit vlhkost vdaném místě materiálu a určit křivky navlhání, které jsou potřebné pro výpočet součinitele kapilární vodivosti K.
Nejjednodušší typ závislosti je závislost lineární. Naměřené hodnoty sestavenou aparaturou v aproximaci polynomem k-tého řádu umožňuje zpracování výsledků měření v programu Microsoft Linregrese Excel a pro další výpočty z naměřených hodnot je výhodné používat matematický program Maple, který umožňuje pracovat s téměř libovolně velkými celými čísly, jednoduchým způsobem definovat funkční závislosti, množiny, atd. různými způsoby zobrazovat bodová data, křivky, plochy, řešit systémy lineárních,algebraických i diferenciálních rovnic a provádět výpočty pomocí numerických metod. Na obr.7 jsou výstupy měření zpracované v programu Maple.
Průmyslová využitelnost
Vynález poskytne možnost zjišťování vstupních údajů ke stanovení součinitele kapilární vodivosti pórovitých stavebních materiálů při využití vlastností elektromagnetického mikrovlnného záření. Proces je dán počátečními a okrajovými podmínkami při navlhání před dosažením stacionárního stavu, který představuje pro řadu stavebních materiálů stav úplného nasycení vodou. Ve srovnání se známými laboratorními metodami vykazuje srovnatelnou přesnost, menší technickou náročnost na přístrojové vybavení a na ochranu před vedlejšími účinky. Sestavená měřicí aparatura umožňuje kromě sledování pohybu vlhkostního profilu také sledování množství vody, které do porézní látky proniká vzlínáním a stanovení kalibrační závislosti pro převod naměřených hodnot elektrického potenciálu k vyjádření funkční závislosti změny intenzity elektromagnetického mikrovlnného záření v energetických jednotkách v milivoltech, případně jako útlum v decibelech pomocí vložených kalibrovaných clon 12 a 13 v závislosti na hmotnostní vlhkosti sledovaného materiálu.
• · • 4 ·
4
4
4
4 4 4
Konkrétní přínos měřící aparatury je možné spatřovat nejen v možnosti sestavení metodiky pro sledování šíření vlhkosti použitím popsaného měřícího zařízení, ale také v jeho dalším využití při výzkumu zaměřeném na vlhkostní problematiku stavebních konstrukcí, vedeného pro praktické uplatnění.
Dalšími příklady, které je možné uvést na využití sestavené měřící aparatury jsou:
- sledování transportu vlhkosti ve stavebních hmotách při opakovaném navlhání a vysoušení
- dtto při vlivu a působení kontaminace vlhkosti s příměsí minerálních solí
- dtto při uplatňování metod k potlačování šíření vlhkosti ve stavebních konstrukcích vysoušecími metodami
- přímé vyvození závěrů o účinnosti navrhované elektroosmotické metody ve fázi projektu pro konkrétní případy
- experimentální sledování kapilární vzlínavosti
- šíření vlhkosti rozhraním mezi odlišnými stavebními materiály
Claims (9)
1. Způsob sledování šíření vlhkosti v pórovitých hmotách, kdy se smáčí čelo vzorku v kapalině v nádržce, vyznačující se tím, že po zavěšení vzorku na váhu se pod něj přivede nádržka s kapalinou pomocí polohovacího mechanismu tak, aby bylo čelo vzorku smáčeno kontaktem s hladinou kapaliny, načež se přivede ke vzorku mikrovlnné záření pomocí vlnovodů a nechá se procházet vzorkem u jeho čela a po spuštění přestavovacího zařízení se vlnovody kontinuálně posunují směrem nahoru v délce sledovaného vzorku a měří kontinuálně vlhkost v saturované oblasti od čela vzorku nahoru, přičemž se měří změna intenzity průchodu záření a změna hmotnosti vzorku v čase a výsledky jsou kvantifikovány a dále vyhodnocovány na připojeném počítači.
2. Zařízení pro provádění způsobu sledování šíření vlhkosti v pórovitých hmotách podle nároku 1, sestávající z nádržky 1 na kapalinu a závěsu pro vzorek, vyznačující se tím, že dále sestává z polohovacího mechanismu (3) pro přestavování výšky nádržky (2) a tím i hladiny kapaliny, přičemž závěs (4) je v horní části upevněn na digitální váze (5) umístěné nad ním, přičemž nad nádržkou (2) je uspořádán vysílací vlnovod (8) mikrovlnného záření na jehož okraji odvráceném od nádržky (2) je uspořádán zdroj (15) mikrovlnného záření, napojený na zdroj napětí (6), přičemž z druhé strany je proti vysílacímu vlnovodu (8) uspořádán ve stejné výšce přijímací vlnovod (9), přičemž oba vlnovody jako jedna jednotka jsou přestavitelně uspořádány na nosném rámu přes přestavovací zařízení (14), a vlnovody jsou provedeny z dutého kovového profilu a vzorek (16) je uspořádán mezi vzájemně přivrácenými konci vlnovodů (8,9), přičemž na přijímacím vlnovodu (9) je na odvrácené straně od nádržky (2) uspořádán přijímač mikrovln (10), napojený na multimetr (11).
3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že přestavovací mechanismus (14) vlnovodů (8,9) je opatřen elektromotorem s regulací rychlosti posuvu.
4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zdroj mikrovlnného záření je Gunnova dioda (15).
5. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že v obou vlnovodech (8,9) jsou zabudovány clony (12, 13) pro regulaci intenzity záření.
6. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že všechny prvky jsou uspořádány na jednom rámu.
7. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že multimetr (11) je připojený k osobnímu počítači (17) pro vizualizaci výsledků, např. ve formě křivek.
8. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že váha (5) je rovněž připojena k přenosu indikovaných veličin k osobnímu počítači (17).
9. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že polohovací mechanismus (3) umožňuje přesné vymezení a rektifikaci kontaktu sledovaného vzorku (16) s hladinou kapaliny v nádržce (2).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20060692A CZ301475B6 (cs) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | Zpusob sledování šírení vlhkosti v pórovitých hmotách a zarízení k jeho provádení |
| EP07017835A EP1918696A3 (de) | 2006-11-02 | 2007-09-12 | Verfahren zur Ermittlung der Feuchtigkeitsbewegung in porösen Stoffen und Vorrichtung zu derer Durchführung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20060692A CZ301475B6 (cs) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | Zpusob sledování šírení vlhkosti v pórovitých hmotách a zarízení k jeho provádení |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2006692A3 true CZ2006692A3 (cs) | 2008-05-14 |
| CZ301475B6 CZ301475B6 (cs) | 2010-03-17 |
Family
ID=39091797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20060692A CZ301475B6 (cs) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | Zpusob sledování šírení vlhkosti v pórovitých hmotách a zarízení k jeho provádení |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1918696A3 (cs) |
| CZ (1) | CZ301475B6 (cs) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305802B6 (cs) * | 2011-07-26 | 2016-03-23 | Vysoké Učení Technické V Brně | Aparatura pro měření vlhkostních parametrů pórovité hmoty |
| EP2498080B1 (en) | 2011-09-02 | 2013-10-02 | Vysoké Ucení Technické V Brne | Apparatus for measuring of moisture parameters of porous materials and method for examination of moisture spreading in porous materials |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1631378A1 (ru) * | 1988-07-05 | 1991-02-28 | Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова | Сверхвысокочастотный измеритель влажности сред |
| SU1670641A1 (ru) * | 1989-04-18 | 1991-08-15 | Харьковский Институт Радиоэлектроники Им.Акад.М.К.Янгеля | Радиоакустический способ определени влажности воздуха |
| CZ17212U1 (cs) * | 2006-11-02 | 2007-02-05 | Vysoké ucení technické v Brne | Zarízení pro sledování sírení vlhkosti v pórovitých hmotách |
-
2006
- 2006-11-02 CZ CZ20060692A patent/CZ301475B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2007
- 2007-09-12 EP EP07017835A patent/EP1918696A3/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1918696A3 (de) | 2008-05-28 |
| EP1918696A2 (de) | 2008-05-07 |
| CZ301475B6 (cs) | 2010-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Farnam et al. | Electrical response of mortar with different degrees of saturation and deicing salt solutions during freezing and thawing | |
| Sun et al. | Study on calibration model of soil water content based on actively heated fiber-optic FBG method in the in-situ test | |
| CN104792651B (zh) | 土壤界限含水率自动检测装置 | |
| CN102288646A (zh) | 一种海水中泥沙浓度垂向分布的原位自动监测方法及系统 | |
| Liu et al. | From relative gas permeability to in situ saturation measurements | |
| Yu et al. | Design and evaluation of a thermo-TDR probe for geothermal applications | |
| Cui et al. | Experimental investigation of chloride ion monitoring in concrete considering the coupling effect of temperature and humidity | |
| CZ2006692A3 (cs) | Zpusob sledování šírení vlhkosti v pórovitých hmotách a zarízení k jeho provádení | |
| Cacciotti et al. | Innovative and easy-to-implement moisture monitoring system for brick units | |
| CZ17212U1 (cs) | Zarízení pro sledování sírení vlhkosti v pórovitých hmotách | |
| Tamme et al. | Experimental study of resistance type wood moisture sensors for monitoring wood drying process above fibre saturation point. | |
| Stingl Freitas et al. | Time Domain Reflectometry (TDR) technique–A solution to monitor moisture content in construction materials | |
| Fares et al. | Adjusting temperature and salinity effects on single capacitance sensors | |
| Atanasov | Soil specific FDR sensor calibration in soil moisture measuring | |
| EP2498080B1 (en) | Apparatus for measuring of moisture parameters of porous materials and method for examination of moisture spreading in porous materials | |
| Lü et al. | Determination of salt diffusion coefficient in brick: analytical methods | |
| CN202330224U (zh) | 一种在线浮子土粒度分析仪 | |
| RU2705651C1 (ru) | Способ определения коэффициента диффузии в листовых ортотропных капиллярно-пористых материалах | |
| Holubek et al. | Comparison of TDR and X-ray method for determining moisture transport parameters | |
| Wang et al. | In Situ UV‐Visible Spectroscopic Imaging of Laminar Flow in a Channel‐Type Electrochemical Cell | |
| CZ305802B6 (cs) | Aparatura pro měření vlhkostních parametrů pórovité hmoty | |
| Wang et al. | Evaluation of Two Thermo-TDR Probes for Soil Moisture, Density, and Thermal Conductivity | |
| Skramlik et al. | Composite material under influence of moisture | |
| Skramlik et al. | Modeling of diffusion in porous medium | |
| Ridout | Moisture Monitoring in Earthen Structures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20121102 |