Калориметр Советский патент 1984 года по МПК G01K17/00 

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и предназначено для определения тепловых эффектов, сопровождающих различные физические химические и биологические Процессы.

Известен шфокий класс теплопроводящих (диатермических, кондуктивных, типа Тиана-Кальве) калориметров Такой калориметр содержит массивньй теплопроводный блок и размещенные в нем ячейки, находящиеся в тепловом контакте с блоком посредством батарей последовательно соединенных дифференциальных термопар, радиально расположенных между ячейкой и блоком и являющихся датчиком теплового потока lj .

Недостатком этого калориметра является сложность конструкции, так как для обеспечения высокой чувствительности и быстродействия датчик теплового потока монтируется из большого числа термопар и деталей их крепления, которые обеспечивают малое тепловое сопротивление между ячейкой и блоком.

Известен градиентный термоэлектрический микрокалориметр, содержащий ячейки, находящиеся в тепловом контакте с теплопроводным блоком через датчик теплового потока, в качестве которого используется навитая на прямоугольного профиля ленточную основу термоэлектродная проволока, с чередующимися гальванически покрытыми и непокрытыми участками, образующими ветви последовательно соединенных в батарею дифференциальных термопар zj..

Недостатком известного калориметpa является наличие ленточной основы, занимающей значительную часть сечения датчика теплового потока и шунтиру5ощей тепловой поток по термоэлектродам. Кроме того, наличие основы, на которую навита термоэлектродная проволока, увеличивает теплоемкость оболочки и, тем самым, понижает быстродействие калориметра.

Целью изобретения является повышение чувствительности и упрощение конструкции калориметра.

Указанная цель достигается тем, что в калориметре, содержащем изме рительные ячейки, находящиеся в тепловом контакте с теплопроводным блоком и снабженные батареями дифференциальных термопар, измерительные

ячейки выполнены в виде цилиндрических камер с регулярно изменяющимся по окружности тепловым сопротивление стенки, представляющих собой две коаксиально расположенные оболочки с одинаковым числом черед5пощихся с постоянным шагом зон из высокотеплопроводного материала и теплоизолятора, ориентированных вдоль образующих соответствующих оболочек, которые повернуты так, что зоны одноименной проводимости смещеныодна относительно другой, причем между внешней и внутренней оболочками каждой камеры по винтовой линии размещены ветви батарей дифференциальных термопар, горячие и холодные спаи которых в порядке чередования контактируют с зонами малого теплового сопротивления внутренней и наружной оболочек.

На фиг.1 изображен калориметр, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - узел 1 на фиг.2.

Калориметр содержит теплопроводный блок 1, в котором расположены ячейки 2 и 3. Каждая измерительная ячейка состоит из двух коаксиально расположенных оболочек 4 и 5 с одинаковым числом чередующихся с постоянным шагом зон из высокотеплопроводного материала 6 и теплоизолятора 7, в качестве последнего может выступать воздух. Коаксиальные оболочки измерительной ячейки повернуты одна относительно другой на половину шага чередования зон проводимости. Между внутренней 4 и внешней 5 оболочками каждой измерительной ячейки по винтовой линии размещена батарея термопар 8, горячие и колодные спаи которых в порядке чередования контактируют с зонами малого теплового сопротивления внутренней и наружной оболочек. На концах батарей термопар расположены контакты 9, служапще для снятия генерируемого электрического сигнала.

Калориметр работает следующим образом.

Тепловой поток, возникающий в ячейке в результате изучаемого процесса, проходит в теплопроводный блок по пути минимального теплового сопротивления. Этот путь образуется ориентированными по окружности ячейки электродами батареи дифференциальных термопар, замыкающих по тепловому потоку зоны малого теплового со

КАЛОРИМЕТР, содержащий измерительные ячейки, находяпщеся в тепловом контакте с теплопроводным блоком и снабженные батареями дифференциальнык термопар, отличающийг с я теА, что, с целью повышения чувствительности и упрощения конструкции калориметра, в нем измерительные ячейки выполнены в виде цилиндрических камер с регулярно изменяющимся по окружности тепловым соирр- ивлением стенки, представляющих собой две коаксиально расположенные оболочки с одинаковым числом чередующихся с постоянным шагом зон из высокотеплопроводного материала и теплоизолятора, ориентированных вдоль образующих соответствующих оболочек, которые повернуты так, что зоны одноименной проводимости смещены одна относительно другой, причем между внещней и внутренней оболочками каждой камеры по винтовой линии размещены ветви батарей дифференциальных термопар, горячие и холодные спаи которых в порядке чередования контактируют с зонами малого теплового сопротивления внутренней и наружной оболочек.