Дифференциальный калориметр Советский патент 1983 года по МПК G01K17/08 

. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КАЛОРИМЕТР

Изобретение огносигся к области ; , термометрии. Известен дифференциальный калоримет содержащий калориметрический блок, снаб женный рабочей и эталонной камерами с датчиками температуры, поцсоединённы ми к схеме автоматического компенсатора, нагревательными элементами - к блоку измерения тепловой мощности конт ролируемых процессов и выходу, регулятора прогрева камер 1 , Однако данный калориметр не обладае требуемой точностью измерения. Наиболее близким по.технической сушнЬсти к изобретению является дифференциальный калориметр, содержащий калориметрический блок, снабженный рабочей и эталонной камерами, датчиками температуры, подсоединенными, к автоматическому компенсатору, нагревательными элементами, подключенными к блоку измерения тепловой мощности контролируемых процессов и выходу регулятора прогрева камер, вход которого подключен к выходу автоматического компенсатора, трубопровод для подачи газа в калориметрический блок 2 . Однако известный калориметр не обладает требуемой точностью измерения в нестационарном тепловом режиме иэза различия в температуре между калориметрическими камерами и исследуемым образцом. Целью изобретения является повыще- ние точности измерения в нестационарном тепловом режиме. Для этой цели в дифференциальный калориметр введены блок регулирования температуры газа, турболизатор и теплообменник, В- котором размещена входная часть трубопровода, а турболизатор рйспбложен внутри трубопровода на участке между теплообменником и входом в калориметрический блок. Блок регулирования температуры газа содержит регулятор, термочувствительные элементы, мостовую схему, нагревательный элемент, подключенный к выходу ре- гулягора, ко вхоцу которого подключен выхоа мосговой сзсемы, поцклгоченной вхоаом к. термочувствигепьным элемента установленным на выхоце трубопровоца я в калориметрическом блок На чертеже изображен предложенный дифференциальный калориметр. Устройство содержит держатель 1, рабочую 2 и эталонную 3 калориметриче кие камеры, нагревательные элементы 4 и 5, термочувствительные элементы 6 и 7, резисторы 8 и 9, блок 10 измерения мощности тепловых процессов, потенциометр 11, резисторы 12 измерительного моста, электроцвигатель 13, регулятор 14 прогрева камер, регулятор 15 дополнительный температуры газа, термочувствительные элементы 16 и 17 блока регулирования температуры газа, . трубопровод 18, нагревательный элемент 19 блока регулирования температуры газа, вход трубопровода 20, теплообменник 21 для трубопровода, вход 22 и выход 23 теплоносителя, турбулизатор 24 газового потока, сетку 25, регулятор 26 давления, герметичную оболочку 2J калориметрического блока, крышку, 28, герметичную оболочку 29 крышки калориметрического блока. Калориметр работает следующим обра зом. Равенство температур газового поток и калориметрических камер обеспечивает ,ся блоком регулирования температуры газа, содержащим термочувствительный элемент 16,укрепленныйна аыходе трубо провода 18, и термочувствительный эле- мент 17, укрепленный в калориметрических камерах 2 и 3, резисторы 12 измер тельного моста, регулятор 15 температуры - j-t. газа и нагревательный элемент 19. При наличии температурного разбаланса между калориметрическими камерами и газовыми потоком на выходе датчика температуры газа появляется разностный сигнал {так как термочувствительный элемент 16, укрепленный на выходе трубо провода, имеет темпуратуру газового потока, а термочувствительный элемент 17 укрепленный в калориметрических камерах, имеет температуру калориметрических камер), поступа.ющий на вход регулятора. 15 температуры газа, которы по разностному сигналу температурного разбаланса между калориметрическими камерами и газовым потоком обеспечива- ет подогрев газового потока таким обра зом, чтобы свести разностный сигнал темперйатурного разбаланса между кале риметрическими камерами и газовым потоком к нулю и, таким образом, обеспечивается равенство температур калориметрических камер и газового потока с точностью не менее 0,1°С в нестационарном режиме. Расположение одного из термочувствительных элементов датчика температуры в калориметрических камерах обеспечивает наиболее точное выравнивание температуры между калориметрическими камерами и газовым потоком. Выравнивание температуры газового потока по поперечному сечению трубопровода обеспечивается турбулизатором 24, закручивающим газовый поток, и выравнивающей сеткой 25, уничтожающей крупные турбулентные вихри. Теплообменник 21 обеспечивает предварительное задание температуры газа. Например, при работе в области отрицательных температур на вход 22 теплообменника подается хладагент (жидкий азот), который, протекай по теплообменнику 21, обеспечивает предварительное охлаждение газового потока. По сигналу с подвижного контакта потенциометра 11 регулятор 14 прогрева камер обеспечивает прогрев камер таким образом, что сигналы с подвижного контакта потенциометра- 11 и датчика температуры эталонной калориметрической камеры всегда равны, при этом обеспечивается линейный прогрев камер с заданной скоростью. Калориметр снабжен блоком 10 измерения мощности контролируемых тепловых процессов, который о1беспечивает регист-. рацию теплового кта в исследуемом ff ,j-t образце. До момента начала тепловыделения (или теплопоглощения) в исследуемом образце, помещённом в рабочую калориметрическую камеру 2, сигналы датчиков температуры эталонной я рабочей калориметрических камер равны, т.е. разностньй сигнал, поступающий с датчиков на блок 10 измерения мощности, равен нулю. При наличии тепловыделения (теплопоглощения) в исследуемом образце энергетический баланс камер нарущается и появивщийся Сигнал рассогласования с датчиком температуры камер отрабатььБается блоком измерения мощности конт- ролируемых тепловых процессор так, что баланс снова восстанавливается, а по дополнительной тепловой мощности срецс гва. необходимой для компенсации теплово-i

го разбаланса камер, судят о тепловом эффекте исслецуемого образца. Эта дополнительная мощность с выхода блока измерения модности контролируемых тепловых процессов поаается на самопишущий регистратор, который во времени записывает кривую тепловыаежяия (теплопоглощения) воследуемого образца с пШ |вной по сравнению с известным устройством точностью.

Преплокеяный циффереЕЕЦнальяый микрокалориметр мсжет быть применен в качес ве прибора оля прецизисяшрго дифференциального термического анализа, позволяющего получать полную количесгвевную калориметрическую информацию об иссле дуемом образце и, в частности, об изменении его энергии и теплоемкости при . различных режимах работы. Формула изобретения i

температуры газа содержит регулятор, термочувствительные элементы, мостовую , нагревательный элемент, подключенный к выходу регулятора, ко вхо ду которого подключен выход мостовой схемы, псмюоединенной входом к термочу ствительным элементам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. С. 01 К 17/08, 13.01.76.

2.Термоанализатор 900 фирмы Дюпон, США 1968 (прототип). ,