Калориметр Советский патент 1987 года по МПК G01K17/00 

Изобретение относится к тепловым измерениям и может быть использовано в различных областях техники, например, для определения теплоемкости веществ, для исследования процессов поглощения и выделения теплоты в физике, термохимии, биологии и др.

Целые изобретения является повыщение точности измерений путем уменьщения теплообмена между калориметрической ячейкой и калориметрической оболочкой при одновременной стабилизации чувствительности калориметра за счет линеаризации вольт- ваттной характеристики калориметра.

На фиг. 1 схематически изображен калориметр; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Калориметр содержит заключенный в термостат металлический калориметрический блок 1, внутри которого размещен калориметрический элемент 2, состоящий из калориметрической ячейки 3 с капсулой 4, в которую помещают исследуемое вещество, и калориметрической оболочки 5, находящей ся в тепловом контакте с калориметрическим блоком 1. Тепловая связь между калориметрической оболочкой и калориметрической ячейкой осуществляется с помощью батареи термопар 6. В пространстве между ячейкой и оболочкой расположен экран 7 разделяющий зазор между ними на два участка (фиг. 2), в каждом из которых размещен электроизоляционный теплопроводя- щий наполнитель 8, порощок двуокиси алю.V1ИHИЯ.

Калориметр работает следующим образом.

Выделяющееся измеряемое тепло из капсулы 4 через калориметрическую ячейку 3, далее через ветви батарейной термопары 6 и наполнитель 8 подходит к калориметрической оболочке 5, а затем к калориметрическому блоку 1, при этом батарейная термопара 6 измеряет разность температур между калориметрической ячейкой и калориметрической оболочкой. Предварительными гра- дуировочными опытами устанавливают соответствие .между тепловым потоком, выделяю нгимся в ячейке, и тер.мо-ЭДС батарейной термопары.

0

5

0

5

0

5

0

Известно, что теплообмен между калориметрической ячейкой и оболочкой в общем случае характеризуется .следующими причинами: излучением внешней поверхности калориметрической ячейки и внутренними стенками оболочки; теплопроводностью по выступающим в окружающий воздух частям калориметра; теплопроводностью и конвекцией теплоизоляционного слоя воздуха между калориметрической ячейкой и оболочкой.

Для снижения конвекционного, теплообмена, приводящего к нестабильности чувствительности калориметра, между калориметрической оболочкой и ячейкой установлен экран, разделяющий зазор на два участка.

Экспериментально установлено, что при отношении размеров образованных зазоров, обратно пропорциональных отнощению площадей боковых поверхностей ячейки и экрана удается снизить конвективную составляющую теплообмена в 2,1 раза.

Дополнительное снижение конвективной составляющей и исключение лучистой составляющей, значительной при высоких температурах, достигается введением в зазоры электроизоляционного теплопроводящего наполнителя (окиси алюминия), при этом точность измерений с помощью предлагаемого устройства повыщается за счет линеаризации вольт-ваттной характеристики в 4,9 раза.

Формула изобретения

Калориметр, содержащий калориметрический блок, в котором размещены окруженная оболочкой калориметрическая ячейка с тер.мочувствительными элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, между оболочкой и ячейкой установлен тепловой экран, разделяющий зазор между ними на два участка, при этом отнощение размеров образованных зазоров обратно пропорционально отношению площадей боковых поверхностей ячейки и экрана, а каждый из зазоров заполнен электроизоляционным теплопроводящим наполнителем.

tfue.Z

ВНИИПИЗаказ 2954/44Тираж 776Подписное

Производственно-полиграфическое нредприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение касается тепловых измерений и позволяет повысить точность измерений путем уменьшения теплообмена между оболочкой и ячейкой. Исследуемое вещество размещается в капсуле 4 калориметричес i. кой ячейки 3. Выделяющееся веществом тепло фиксируется батарейной термопарой 6, измеряющей разность те.мператур между ячейкой 3 и оболочкой 5, размещенными относительно друг друга с зазором. Установленный в зазоре тепловой экран 7 снижает конвекционный теплообмен между элементами 3 и 5. Исключить значительную при высоких температурах лучистую составляющую позволяет электроизоляционный теплопро-, водящий наполнитель 8, заполняющий зазор. Отношение размеров участков зазора, разделенного экраном 7, обратно пропорционально отнощению площадей боковых поверхностей ячейки 3 и экрана 7. 2 ил. 00 00 00 О5 со