Способ измерения теплопроводности материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N25/18 

1. 1

Изобретение относится к испытаниям с применением тепловых средств, а именно к области измерения тепло- физических свойств материалов.

Целью изобретения является повышение точноса-и при измерениях теплопроводности посредством зонда.

На чертеже приведена схема устройства для осуществления способа.

Схема содержит стабилизированный источник 1 питания, реостат 2, эталонные сопротивления 3, вольтметр 4, регистрирующее устройство 5 и зонд 6

-Зонд в виде металлической проволоки с известными электрическими свойствами, покрытый слоем электро- изоляции, погружается в исследуемьш материал. Для регистрации изменения электросопротивления зонда пр и испытаниях он включается в мостовую схему в качестве одного из ее плеч. При подаче на мостовую схему электрического напряжения от источника 1 происходит разогрев зонда Изменение электросопротивления зонда в зависимости от времени вследствие нагрева регистрируется устройством 5, Тепловое сопротивление слоя электроизоляции и теплоемкость единицы длины зонда определяются расчетом расчетом или экспериментально.

Теплопроводность испытуемого материала рассчитьюается по формуле

л l / ., 1 1 Л

tT IT J

где об - температурный коэффициент электрического сопротивления металлического материала зонда; U - падение напряжения на зонде,- 1 - длина зонда; t, и t - моменты времени, измеряемые от начала нагрева зонда; R - изменение электрического сопротивления зонда за период от t, до t ; RT, термическое сопротивление .слоя электроизоляции, м КВт ; г - радиус зонда; С - теплоемкость единицы длины зонда, ,

Пример, Измеряют теплопроводность прессованного железного порошка. Пористость образца 47%, расстояние от оси зонда до края образца м. Зонд выполнен из танталовой проволоки диаметром 2-10 м, длиной 10,5 10 м, электроизоляции слоем в 510 м вьшолнена из эпоксидной

885 - 2

смолы с теплопроводностью 0,2 Вт К Напряжение, подаваемое на мостовую схему, 0,7 В, моменты времени: t, 5с, t,, 10c, В качестве измери.j теля 5 используют шлейфовый осциллограф.

Повышение точности согласно предлагаемому способу достигается за счет Учета теплового сопротивления электJO роизоляции и теплоемкости зонда„Эти величины входят во второй член расчетной формулы, корректируя этим расчетную формулу известного способа. Изобретение может использоваться

/5 при исследованиях и технологических измерениях широкого круга материалов - жидких, сыпучих, и твердых.

Формула изобретения

Способ измерения теплопроводности материалов, состоящий в том, что погружают в исследуемый материал зонд в виде металлической проволоки с известным температурным коэффициентом электросопротивления, покрытой слоем электроизоляции, разогревают зонд пропусканием по нему электрического : .тока, регистрируют изменение электрического сопротивления зонда во времени и падение напряжения вдоль зонда и определяют искомую величину по полученным данным, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно измеряют термическое сопротивление и теплоемкость зонда, а искомую величину определяют по формуле

..

где oi - температурный коэффициент

электрического сопротивления металлического материала зон- да;

и - падение напряжения на зонде; 1 - длина зонда-, t, и моменты времени, измеряемые

от начала нагрева зонда; R - изменение электрического сопротивления зонда за период от i, до i j ; R - термическое сопротивление

слоя электроизоляции,м -К Вт

- теплоемкость единицы длины

--1 «-7

зонда, Дж-К м .

Изобретение относится к испытаниям с применением тепловьпс средств, а именно к измерениям теплофизичес- ких свойств материалов. Целью изобретения является повьшение точности при измерениях посредством зонда, вводимого в исследуемый материал. Зонд представляет собой металлическую проволоку, покрытую слоем электроизоляции. Толщина этого слоя не должна превышать половины радиуса проволоки. Испытание состоит в подаче на зонд постоянного электрического напряжения, регистрации двух моментов времени в процессе нагрева зонда пропусканием электрического тока и регистрации соответствующего изменения электрического сопротивления зонда. Расчет теплопроводности материала производится с учетом теплового сопротивления слоя электроизоляции и теплоемкости единицы длины зонда. Эти величины определяются расчетом или экспериментально, введение их в расчетную формулу обеспечивает повышение точности. 1 ил. « (Л