СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2011 года по МПК G01N25/18 

Предлагаемое изобретение относится к области теплофизических изобретений методами мгновенного источника тепла.

Известен метод мгновенного источника тепла для определения коэффициента температуропроводности материалов (Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов, М.: Физматгиз, 1962 г., 456 с.).

Недостатками этого метода являются сравнительно длительное время проведения эксперимента и большая погрешность определения экстремума температурной кривой вследствие «размытости» характера термограммы нагрева в области ее максимальных значений.

Известен способ определения теплофизических характеристик материалов методом мгновенного источника тепла (авт. свид. №1636752, 23.03.91, бюл. №11 A1, SU, G01N 25/18), принятый за прототип, заключающийся в воздействии на поверхность образца тепловым импульсом и регистрации температуры на определенном расстоянии от места теплового воздействия и регистрации временного интервала от начала теплового воздействия до превышения температурой порога срабатывания в точке регистрации, определяемого тарировкой по материалу с известной температуропроводностью с последующим расчетом температуропроводности испытуемого образца по формуле косвенных измерений.

Недостатками этого способа являются низкая помехозащищенность измерений в условиях действия помех ввиду проведения измерений в области порога срабатывания измерительного прибора и, как следствие, большая погрешность косвенных измерений коэффициента температуропроводности.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение помехоустойчивости и, соответственно, точности измерений.

На чертеже представлено взаимное расположение испытуемого материала, источника тепла и регистратора изменения температуры.

К исследуемому материалу 1 на его поверхности подводят импульсно тепловую энергию от точечного (или иного) источника 2. Регистрируют на заданном расстоянии S от источника интегральное значение температуры . Теплоизоляция 4 устраняет прямое тепловое взаимодействие между источником 2 и интегральным измерителем 3.

Способ осуществляют следующим образом.

Импульсно воздействуют на поверхность материала 1 точечным (или иным) источником 2 теплоты и регистрируют временной интервал τ от начала теплового воздействия до момента достижения интегральной температуры определенного значения, принимаемого за интегральное пороговое, фиксируемое измерителем-интегратором 3. Проводится подобное испытание материала с известным коэффициентом температуропроводности a₀ для определения временного интервала τ₀ путем регистрации интегрального значения температуры с последующим расчетом коэффициента К в соотношении;

.

Температуропроводность исследуемого материала рассчитывают по формуле

.

Определенное значение К при постоянстве S обеспечивает высокую помехозащищенность косвенных измерений температуропроводности ввиду сглаживающих свойств интегрирующих систем.

Способ может найти широкое применение при экспресс-контроле материалов и конструкций в условиях действия сильных электрических и магнитных полей.

Предлагаемое изобретение относится к области теплофизических измерений методами мгновенного источника тепла. Воздействуют тепловым импульсом на поверхность образца и регулируют температуру на заданном расстоянии от места теплового воздействия. Определяют временной интервал от начала теплового воздействия до достижения температурой в точке регистрации своего заранее заданного интегрального значения, определяемого тарировкой по материалу с известной температуропроводностью. Технический результат - повышение помехоустойчивости и точности измерений. 1 ил.

Способ определения теплофизических характеристик материалов, состоящий в том, что воздействуют тепловым импульсом на поверхность образца и регистрируют температуру на заданном расстоянии от места теплового воздействия, отличающийся тем, что регистрируют временной интервал от начала теплового воздействия до достижения температурой в точке регистрации своего заранее заданного интегрального значения, определяемого тарировкой по материалу с известной температуропроводностью.