Устройство для определения теплофизических свойств материалов Советский патент 1987 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к измерительной текнике, в частности к .устройствам для определеп ия теплофизических свойств материалов.

Цель изобретения - повышение точности определения теплофизи еских свойств материалов при воздействии на исследуемый образец всестороннего и внутрипорового давлений.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус рабочей камеры 1 высокого давления, под- пятники 2 и 3, пружину 4, крышку 5., затвор б с предохранительным кольцом 7, эталонные тела 8 и 9 с помещенными в них дифференциальными термопарами 10 и II, плоский преобразователь i 2 тепловых колебанш , находящийся на торце одного из эталонных тел, исследуемый образец 13, непроницаемую оболочку 14, гидравлические прессы 15 и 16 переменного давления, подводящие трубопроводы 17 и 18, краны 19, манометры 20, предварительны .усилитель 21 постоянного тока, аналого-цифровой преобразователь 22, мини- ЭВМ 23 с устройством 24 вывода информации, генератор 25 тепловых колебаний .

При определении теплофизических свойств гетерогенных сред образец выполняется в форме пластины тол1диной порядка единиц миллиметра. Полуограниченные тела представляют собой эталонньш материал с известными и равными теплофизическими свойствами, затухание амплитуды температурных колебаний на которых до.такно составлять порядка 0,1% от амплитуды температуры на границе контакта с образцом. Эти-тела в форме цилиндров диаметром 30 и длиной 60 выполнены из плавленного кварца-материала, являющегося прозрачным для светового излучения внешнего генератора 25 тепловых колебаний. Плоский преобразователь 12 тепловых колебаний выполнен методом напьшения тонкого слоя сажи на торец эталонного тела 8. Рабочие спаи дифференциальных термопар 10 и 11 (медь константан) вмонтированы в полуогра- .ниченные тела на расстоянии 2 мм от торцов, находящихся в контакте с образцом, а холодные спаи расположены на противоположных торцах полуограниченных тел. Непроницаемая оболочка, в которую заключается исследуемый

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

образец, изготовлена из термостойкой резины. Пакет из образца 13с оболочкой 14 и эталонных тел помещается в камеру высокого давления между подпятниками 2 и 3 и предварительно поджимается стальной пружиной 4. Подпятник 2 выполнен из материала (плавленный кварц), пропускающего световое излучение, и герметично закреплен в днище рабочей камеры 1 высокого давления. Полость камеры высокого давления с помощью трубок 17 соединяется с гидравлическим прессом 15, и всестороннее давление до 60 МПа моделируется обжатием образца через оболочку и эталонные тела. Для но.с- произведения внутрипорового давления до 60 МПа жидкость поступает в поры образца через соответствующий канал в оболочке. Бнутрипоровое давление задается с помощью пресса 16. Контроль давлений осуществляется манометрами 20. Камера 1 высокого давления помещается во внешний термостат.

Задание колебаний теплового потока прямоугольной формы фиксированной частоты и амплитуды осуществляется модуляцией с помощью ЭВМ светового источника (кварцево-галагеновая лампа). Энергия светового излучения, проникающего через подпятник и полуограниченное тело, преобразуется в тепловздо энергию преобразователем 12 тепловых колебаний.

Температурные колебания, затухая в полуограниченных телах 8 и 9, преобразуются с помощью дифференциальных термопар в электрические сигналы, ко-, торые усиливаются предварительным усилителем 21 постоянного тока, пере-. водятся в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем 22 и вводятся в мини-ЭВМ 23, которая производит обработку первичной информации и рассчитывает теплофизические свойства. Кроме того, мини-ЭВМ осуществляет 11равление генератором световых колебаний и аналого-цифровым преобразователем. Устройство, для определения теплофизических свойств материалов - надежно в работе, ршеет широкие функциональные возможности и хорошие метрологические характеристики (случайная погрешность до 0,5% при нормальном давлении, а проведение многократных измерений при всестороннем давлении на плавленном кварце дало разброс значений теплопроводности и температуропроводности менее 1%).

Формула изобретения

Устройство для определения тепло- физических свойств материалов, содержащее рабочую камеру с двумя эталонами, расположенными с зазором для исследуемого образца, плоский источник тепловых колебаний, помещенный на границе одного эталона с зазором и соединенный через генератор тепловых колебаний с блоком управления и регистрации, дифференциальную термопару, помещеннзпо на торцах другого эталона и подключенную через предварительный усилитель постоянного тока к системе управления и регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения теплофизических свойств

материалов при воздействии на исследуемый образец всестороннего и внут- рипорового давлений, оно дополнительно содержит непроницаемую оболочку, окружающую зазор между эталонами и

закрепленную на их боковой поверхности, вторую дифференциальную термопару, помещенную в : талоне, на границе которого расположен источник тепловых колебаний,и связанную с

предварительным усилителем постоян- ного тока, систему задания давления, один канал которой связан с полостью, образованной непроницаемой оболочкой и торцами эталонов, а второй подключен к рабочей камере.

J 2

Изобретение относится к тепло- физическим исследованиям. Целью изобретения является повьшение точности определения теплофизических свойств материалов при воздействии на исследуемьй образец всестороннего и внутрипоррвого давления. Устройство содержит рабочую камеру с разме-. щенными в ней двумя эталонами, между которыми в зазоре находится исследуемый образец. Зазор окружен непроницаемой оболочкой. Устройство снабжено системой создания давления. 1 ил.

. Составитель В.Гусева Редактор М.Петрова Техред Л.Олийнык Корректор Г.Решетник

Заказ 3381/39 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,А ,