Устройство для определения коэффициента температуропроводности твердых материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N25/18 

1

Изобретение относится к тепловым измерениям и может быть использова- но при исследовании и разработке новых материалов, а также в тепловом неразрушающем контроле.

Цель изобретения - повышение производительности труда при определении коэффициента температуропроводности, твердых материалов за счет сокращения времени измерений.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства .

Устройство содержит импульсный источник 1 оптического нагрева, поворотные зеркала 2 и 3, диафрагму 4, фокусирующую линзу 5, фотоприемник с усилителем 6, квадратичный усилитель 7, формирователь 8 импульса на- чала нагрева, измеритель 9 температуры, формирователь 10 момента максимума первой производной, измеритель 11 временного интервала, МДЦАП 12, цифровой индикатор 13 и образец 14,

СП

Устройство работает следующим образом.

После нажатия кнопки Пуск световой поток Ф1 производит нагрев исследуемого образца J4 и освещает потоком Ф2 при помощи поворотных зеркал 2 и 3 образец 14 с боковой стороны. Часть светового потока ФЗ поступает на формирователь 8 импульса начала нагрева. Тепловой поток I от исследуемого образца 14 поступает на измеритель температуры 9. После дифференцирования и определения момента времени , соответствующего моменту максимума производной температурной кривой (блок JO), сигнал поступает на первый вход измерителя J J временного интервала, на второй вход коУстройство для определения коэффициента температуропроводности твердых материалов, содержащее оптический импульсный источник нагрева исследуемого образца, формирователь импульса начала нагрева, измеритель температуры исследуемого образца,

торого поступает сигнал с выхода фор- 20 подключенный через формирователь момента максимума первой производной к пе рвому входу измерителя временного интервала, к второму входу которого подк,тючен выход формирователя импульмирователя 8 импульса начала нагрева.

Цифровой код, соответствующий характеристическому времени процес:са теплопередачи f, поступает на цифровой вход МДЩШ 12, на аналоговый вход которого поступает сигнал с выхода квадратичного усилителя 7, пропорциональный квадрату толщины исследуемого образца J4.

Измерение ТОЛЕЩНЫ образца происходит следующим образом,, Световой поток Ф2 экранируется иccJteдyeмым образцом 14 пропорционально его толщине и фокусируется диафрагмой 4 и линзой 5 на фотоприемнике 6. С выхода блока 6 сигнал, пропорциональный тол- ощне образца 14, поступает на вход квадратичного усилителя 7, Таким образом, МДЦАП 12 производит расчет величины коэффициента температуропроводности а по формуле

-FJ г 3 ..-.

Цифровой индикатор 13, подключенный к выходу МДЦАП J2, отображает ч численное значение коэффициента температуропроводности исследуемого об30

25

са начала нагрева, выход измерителя

временного интервала через множитель- :но-делительный цифроаналоговый преобразователь соединен с индикатором, о тличающе еся тем, что, с целью повышения производительности труда при определении коэффициента температуропроводности твердых материалов, в устройство введены два поворотных зеркала, диафрагма и фокуси- 35 рующая линза, создающие вместе с дополнительным выходом светового потока источника нагрева референтный канал, одна часть сечения которого закрыта держателем образца, а другая часть соединена с фотоприемником, выход которого через квадратичньй усилитель соединен с аналоговым входом множительно-делительного цифроанало- гового преобразователя, цифровые входы которого соединены с выходом измерителя временного интервала, а выход соединен с индикатором.

40

45

разца. Время измерения коэффициента температуропроводности одного образца устройством составляет менее 1 мин. Предлагаемое устройство позволяет существенно сократить время измерения, повысить производительность труда, что особенно важно при поточной поверке исследуемых образцов.

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициента температуропроводности твердых материалов, содержащее оптический импульсный источник нагрева исследуемого образца, формирователь импульса начала нагрева, измеритель температуры исследуемого образца,

подключенный через формирователь момента максимума первой производной к пе рвому входу измерителя временного интервала, к второму входу которого подк,тючен выход формирователя импульподключенный через формирователь момента максимума первой производной к пе рвому входу измерителя временного интервала, к второму входу которого подк,тючен выход формирователя импуль

са начала нагрева, выход измерителя

временного интервала через множитель- но-делительный цифроаналоговый преобразователь соединен с индикатором, о тличающе еся тем, что, с целью повышения производительности труда при определении коэффициента температуропроводности твердых материалов, в устройство введены два поворотных зеркала, диафрагма и фокуси- рующая линза, создающие вместе с дополнительным выходом светового потока источника нагрева референтный канал, одна часть сечения которого закрыта держателем образца, а другая часть соединена с фотоприемником, выход которого через квадратичньй усилитель соединен с аналоговым входом множительно-делительного цифроанало- гового преобразователя, цифровые входы которого соединены с выходом измерителя временного интервала, а выход соединен с индикатором.

Изобретение относится к области тепловых измерений и может быть использовано при исследовании и разработке новых материалов, а также при тепловом неразрушающем контроле. Цель изобретения - повьшенне производительности труда за счет сокращеНИН времени измерений. Устройство содержит оптический импульсный источник нагрева исследуемого образца, формирователь импульса начала нагрева, измеритель температуры, измеритель временного интервала, измеритель толщины исследуемого образца, квадратичный усилитель, множительно-делитель- ный цифроаналоговый преобразователь, индикатор. Тепловой поток от исследуемого образца поступает на измеритель температуры. По достижении максимума производной температуры цифровой код, соответствующий времени процесса теплопередачи, поступает на вход множительно-делительного цифро- аналогового преобразователя (МДЦАП). На аналоговый вход МДЦАП поступает сигнал, пропорциональный толщине исследуемого образца. На выходе ВДЦАП образуется значение коэффициента температуропроводности исследуемого образца, которое отображается индикатором . 1 ил. а оэ