Анализ устройства с точки зрения проявления в них основных законов развития ТС. Анализ и синтез по закону полноты частей системы, страница 10

В резервуар исходного устройства нальем соленую воду. На двух противоположных сторонах внутренней части резервуара расположим металлические контакты, к которым через резистор подключим напряжение и вольтметр. Понятно, что на электрическом сопротивлении воды будет определенное напряжение. По мере испарения воды концентрация соли будет увеличиваться, а сопротивление падать. Исходя из закона Ома для участка цепи напряжение будет уменьшаться, что и будет фиксировать вольтметр.

Полученное решение избавит нас от применения весов и даст возможность определять паропроницаемость с помощью вольтметра. Необходимо также отметить, что соленая вода испаряется быстрее пресной, что может входить в одно из достоинств этого решения.

В решении использовалось электрическое и химическое поля

НТР.18. На внутренних противоположных сторонах крышки исходного устройства расположим металлические обкладки, которые будут охватывать образец. При подаче на эти обкладки переменного тока между ними образуется электрическое поле. Причем емкость между пластинами будет определяться из следующего равенства [3]

                                    ,                                    (3.2)

где  — диэлектрическая проницаемость между обкладками,  — диэлектрическая постоянная,  — площадь обкладки,  — расстояние между обкладками.

При испарении воды образец будет наполняться паром, что изменит величину , которая повлияет на емкость обкладок, т.е. на емкостное сопротивление цепи. Определив это сопротивление мы можем судить о паропроницаемости образца, расположенного между обкладками.

В приведенном решении использовалось электрическое поле.

НТР.19. Для нагрева воды можно использовать химически активные вещества, которые будут нагревать воду и ускорять процесс испарения. К таким веществам может относиться, например, карбид.

При реализации этого решения рекомендуется использовать химические вещества дающие при экзотермической реакции с водой осадок, а не газообразное или жидкое вещество.

НТР.20. При создании этого решения прибегнем к явлению резонанса напряжений в электрическом колебательном контуре. По определению отхода от резонанса можно судить о расходе воды в резервуаре по принципу, изображенному на рис.3.20.

поплавок

стержень

Рис.3.20. Реализация устройства с использованием явления

резонанса

В данном решении использовалось электрическое и механическое поля.

4. Вепольный анализ

Вепольный анализ — раздел ТРИЗ, изучающий и преобразующий структуру технических систем. Под понятием веполь понимается минимально управляемая техническая система, состоящая из двух взаимодействующих объектов и энергии их взаимодействия. Взаимодействующие объекты условно названы веществами и обозначаются В₁ и В₂, а энергия взаимодействия полем и обозначается П.

На этом этапе работы для получения новых технических решений построим вепольную структуру. Проведем синтез и разрушение веполей.

4.1. Синтез веполей

Синтез веполей будем проводить из следующего принципа: невепольные системы для повышения управляемости необходимо сделать вепольными.

Пусть В₁ — корпус, устройства, а В₂ — водяной пар. Связь между ними изображена на рис.4.1а, т.е. в исходной постановке задачи мы имеем дело с неполным веполем.

 

Рис.4.1. Синтез вепольной структуры а) неполный веполь; б) полный веполь

Дополним невепольную систему некоторым полем. Для этого корпус этого устройства должен действовать этим полем на пар. Очевидно, что это механическое поле

НТР.21. Уберем из исходного устройства регулятор давления, а стенки корпуса выполним из специальной резины, которая будет иметь такую молекулярную структуру, что при нагреве корпус будет более чувствительным к разности внутреннего и атмосферного давлений. Таким образом мы повысим управляемость системы, убрав один из ее элементов.