Калориметр для термического анализа ТАСМ-К Советский патент 1988 года по МПК G01K17/08 

(Л

н|ый блок калориметра представляет с|обой теплоизолированную градиентную крлонну 1 с теплопроводящим стержнем 2|. В пазах стержня установлены под- г ружиненные держатели 7 и 8 с камера- ки 5 и 6 для рабочего и эталонного Е|еществ. Необходимый градиент т-р

камере 1 и стержне 2 создается с

г(омощью нагревателя 3 и холодильника

Камеры 5 и 6 с помощью приводов

8252

11 и 12 совершают возвратно-поступательные движения по поверхности стержня 2. Датчик 13 определяет относительное смещение камер, величина и знак которого определяется величиной и знаком разницы тепловых потоков, необходимых для выравнивания температур камер, определяемых термодатчиками 14 и 15, Описан измерИтель- Iный блок калориметра. 2 ил.

Изобретение м.б. использовано при исследовании тепловых св-в и кинетики превращений преимущественно полимерных материалов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устр-ва за счет обеспечения измерений в условиях измельчения состояния вещества. Измеритель

1

Изобретение относится к приборам термического анализа, предназнаенным для исследования тепловых с:войств и кинетики превращений преи- ьгущественно полимерных материалов. Цель изобретения - повышение скоости нагрева и охлаждения вещества расширение функциональных возможостей путем обеспечения измерений условиях изменения состояния ве- iftecTsa.

На фиг. 1 изображен калориметри- 1еский блок, продольный разрез; на (риг, 2 - блок-схема калориметра, I Калориметр для термического анализа ТАСМ-К содержит теплоизолиро- занную градиентную колонну 1, в ко- Ророй расположен теплопроводящий стержень 2, имеющий нагреватель 3 верхней части и холодильник 4 в 1|1ижней. Камеры 5 и 6 для эталонного 1Й рабочего веществ помещены в держа- Рбли 7 и 8, установленные на штоках 9.и |IO, снабженных приводами 11 и 12. Датчи J13 служит для определения взаимного ;|1:оложения камер. Температура эталона И рабочего вещества определяется тер 4одатчиками 14 и 15, которые включе- Иы на входы компенсатора 16, предста ,|пяющего собой, дифференциальный уси- (титель и исполнительное устройство, В регистратор 17, К второму входу регистратора 17 подключен выход датчика 13 взаимного положения камер. Выход компенсатора 16 подключен к приводу 11 перемещения рабочего ве- (щества. Для регулирования температу- |ры эталона выход регулятора 18, представляющего собой программный вадат0

5

0

5

0

5

чик температуры, подключен к приводу

12перемещения эталона.

Для лучшего теплового контакта камер 5 и 6 с теплопроводящим стержнем 2 последний имеет пазы 19 и 20, а держатели 7 и 8 подпружинены в направлении этих пазов с помощью пружин 21 и 22 или за счет упругого деформирования штоков 9 и 10.

Калориметр работает следуюшд1м образом.

С помощью холодильника 4 и нагревателя 3 в градиентной колонне 1 и теплопроводящем стержне 2 создается необходимый градиент температур, Рабочее и эталонное вещества помещают в камеры 5 и 6 и устанавливают в держателях 7 и 8. Камеры переводятся в нижнее положение. По сигналу блока 18 регулирования температуры эталонная камера 5 перемещается равномерно по поверхности теплопроводящего стержня 2, что соответствует повышению температуры. Разностный сигнал от термодатчиков 14 и 15 поступает на блок 16 компенсации, который управляет работой привода 11, вызывая большее или меньшее перемещение камеры с рабочим веществом по отношению к перемещению камеры с эталонным веществом. Величина и знак относительного перемещения камер определяются величиной и знаком разницы тепловых потоков, необходимых для выравнива- ния температур камер. Относительное смещение камер определяется датчиком

13и записывается регистратором 17 как функция температуры рабочего вещества. Реверсируя .привод 12, ана

логичным образом производят охлаждение .

В том случае, если теплопроводя- щий стержень 2 снабжен пазами 19 и 20, а держатели - пружинами 21 и 22, устройство работает аналогичным образом, при этом контакт камер 5 и 6 с теплопроводящим стержнем происходит по поверхности пазов, что улуч шает условия теплообмена.

Контакт камер с теплопроводящим стержнем позволяет достичь высоких значений коэффициента теплопередачи, что дает возможность существенно повысить скорости нагрева и охлаждения Так, скорость изменения температуры в предлагаемом калориметре при длине теплопроводящего стержня в 1 м, разности температур холодильника и нагревателя 400 К и приводом на базе электродвигателя РД-09 составляет 150 К/с. Максимальное значение скорости изменения температуры определяется мощностью и инерционностью электродвигателя привода и может достигать 400-500 К/с. Достижение таких скоростей нагрева и охлаждения расширяет функциональные возможности прибора, так как позволяет производить закалку рабочего вещества непосредственно в нем. Проведение закалки рабочего вещества от ряда температур позволяет разделить тепловые эффекты различных, но перекрывающих по температуре фазовых переходов, что повьшает информативность анализа

Ф

о р м у л а

изобретения

5

Q

0

5

0

5

Калориметр для термического анализа, содержащий измерительный блок с камерами для рабочего и эталонного веществ, датчики температуры, к которым подключен один из входов блока регулирования температуры, бло- .ка компенсации и регистратора, о т-г личающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения измерений в условиях изменения состояния вещества, измерительн1ий блок вьтолнен в виде теплоизолированной градиентной колонны, в которой рас- пол.ожен теплопроводящий стержень с нагревателем в верхней части и холодильником в нижней части, с пазами, в которых установлены подпружиненные держатели с камерами для рабочего и эталонного веществ, снабженными приводами возвратно-поступательного движения по поверхности тепло- проводящего стержня, в измерительный блок введен датчик взаимного положения камер, при этом блок регулирования температуры своим входом подключен к приводу перемещения камеры с эталонным веществом, выход блока компенсации подключен к приводу перемещения камеры с рабочим веществом, а второй вход регистратора подключен к вь1ходу датчика взаимного положения камер.

Фи.2