Устройство для измерения коэффициентов теплопроводности и электропроводности электропроводных материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к теплофи ческому приборостроению и предназн чено преимуцественно для использов ния в материаловедении при изучени свойств электропроводных материало Известно устройство .для измерения коэффициентов теплопроводности и электропроводности металлов и сплавов, состоящее из цилиндрического нагревателя, внутри которого по оси расположен образец цилиндри ческой формы. Исследуемый образец зажимают в специальнЕлх цангах, которые являются токоподводами к обр цу, а для создания необходимого градиента температуры на рабочем участке образца цанги имеют электр ческие нагреватели и холодильники. К образцу приварены три термопары. Между нагревателем и образцом нахо дится теплоизолятор. Все устройств окружено теплозащитной оболочкой в виде экранов и помещено в резервуар, где создается BaKyyNi Tl. Недостаток этого устройства состоит в том, что оно имеет сложную конструкцию цанг из-за наличия нагревателя и холодильника. Кроме того, можно исследовать только цилиндрические образцы определенно го диаметра. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения коэффицие та теплопроводности электропроводных материалов. содерл ащее нагрева тель с помещенным в него образцом в виде стержня и с тремя термопара ми, закрепленными в среднем и край сеченлях рабочего участка стерж ня, схеху ре гул и резания; мощности нагревателя . Однако при использовании этого устройства трудно поддерживать равенство температур концов образца, необходимое для упрощения расчетных соотно1леклй и повмиения точности. Kpor-se того, можно исследовать тольк цилиндрические образцы. Цель изобретения - упрощение -кон струкции за счет исключения теплово оболочки, Поставленная цель достигается те что в устройстве для измерения коэф ,фициентов теплопроводности и электропроводности электропроводных материалов, состоящее из основного и охранного нагревателей, предназна ченных для создания изотермических условий по толщине исследуемого образца, систе.Еы автоматического лнровання мощности нагревателей с термопарами и токоподводов ic образцу, токоподводы к образцу выполнены в виде двух изотермических блоков с общей развитой сонтактной поверхностыс, соединенных через электроизоляционную прокладку, при этом основной нагреватель размещен внутри токоподводов. Перепад температур между центром образца и его концами регулируется электрическим током, прогтускаемым через образец, что позволяет выровнять температуры концов образца, уменьшает теплоотток от образца через токоподводы и упрощает монтаж образца в установке. Па чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для определения коэффициентов теплопроводности и электропроводности электропроводных материалов. Устройство содержит два массивных изотермиче;ских блока 1, диэлектрическую прокладку 2, основной нагреватель 3, охранный нагреватель 4, термопару 5, закрепленную на основном нагревателе, дифференциальную термопару б, включенную дифференциально между охранным нагревателем и образцом, три термопары 7, закрепленные на образце, теплозащитную оболочку 8, системы 9 автоматического регулирования мощности основного и охранного нагревателей, систему 10 питания, прижимные планки 11, образец 12 . Устройство работает следующим образом. Два изотермических блока соеди - няются друг с другом по развитой контактной поверхности через диэлектрическую прокладку 2, которая должна иметь малое тепловое сопротивление и может быть изготовлена из слюцы толщиной 10 мкм..Образец 12 крепится: к изотермическим блокам прижимными планками 11. К образцу привариваются три термопары 7 и один спай дифференциальной термопары Ь. Система 10 питания подклю чена к двум изотермичг ским блокам, которые являюJ ся токополБодами, Затем оба изотермических блока с зa ;peплeк iым на них: образцом помещсьют з тс-лиюзащктную оболочку 6. Температурный урозкиъ огилта задастся основным нагревателем 3, размещенным в изотермических блоках 4. Koiu:i i образца имеют темг ературу блоков, а цеь тральная зома образ1,;а под деист 13И ем проходяще го эле ктри чес кого тока бказывггется лерогретон относитсл)Но концо;з. Температурный перепад: на обрг1зцах определяется по по1-:азаниям термопар 7 .Система автоматического рс1у/;ироБа(1Ия мощности охранного нагревателя, управляя работой охранного нагрена1еля 4 , поддоржиьает нулевой сигнал дифферО 1циал1зной термопары б . После включения ОСНОВ1ЮГО нагрс ва:| еля и тсяса через образец дожидаются устанонлеПИЯ CTannoHaiMioro состояния, зачтем измеряют показания термопар 7, падо ine напряжения на концах рабочего участка образца и проходящий через него ток. Система автоматического регулирования мощности охранного нагревателя, управляй работой охранного нагревателя 4, ноддерживает нулевой сигнал дифференциальной термопары 6 .

Дляработы в монотонном режиме энергию, выделяемую основным нагревателем увеличивают так, чтобы температура двух изотермических блоков линейно увеличивала ;ь во времени. Дожидаются установления квазистационарного состояния -и измеряют показания термопар 7, падение напряжения на концах рабочего участка образца и проходящий через него ток.

Крепление образца непосредственно к блокам, в которых установлен основной нагреватель, позволяет поддерживать одинаковую температуру концов образцов без дополнительных нагревателей, холодильников и систем регулирования, что упрощает конструкцию,

Устройство может использоваться при создании проьалиленных теплофизических приборов для определения коэффициентов теплопроводности и электропроводности металлов и сплавов .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЬЙС МАТЕРИАЛОВ, состоящее из основного и охраненного, нагревателей, предназначенных для создания изотермических условий по толщине исследуемого образца, системы автоматического регулирования мощности нагревателей с термопарами итокоподводов к образцу, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции за счет исключения тепловой оболочки, токоподдьоды к образцу выполнены в виде диух изотермических блоков с общей развитой контактной поверхностью, соедкиеиных через электроизоляционную прокладку, при этом основной нагреватель размещен внутри ТОКОПОДВОДОЕ.