Устройство для измерения коэффициента температуропроводности материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к теплофизи ческому приборостроению и может быть использовано для измерения температуропроводности плоских образцов твердых тел.

Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения времени измерений.

На чертеже представлена функцио- нальная схема устройства,

Устройство состоит из импульсного теплового источника 1, расположенного за ним расщепителя 2, теплового |потока и размещенных по ходу расщеп- Ценных потоков тепла двух идентич- ых каналов образца 3, эталонного Ьбразца 4, первого 5 и второго 6 датчиков температуры, первого 7 и второго 8 усилителей, первой 9 и второй 10 ключевых схем, генератора 11 импульсов, первого 12 и второго 13 счетчиков импульсов.

Принцип действия устройства зак-- Лючается в следующем. Тепловой им- Пульс от импульсного теплового источника 1 делится в расщепителе 2 теплового потока на два тепловых Импульса и направляется на передние Поверхности исследуемого 3 и эталонного 4 образцов. Одновременно с этим через оптическую или электрическую связь с импульсным тепловым источни- tcoM запускается генератор 11 импульсов, сигнал с которого поступает через открытые первую 9 и вторую 10 Ключевые схемы на первый и второй счетчики импульсов. Сигналы с первог Ц второго датчиков температуры, уста Йовленных на задних поверхностях ис- следуемого 3 и эталонного 4 образцов усиливаются первым и вторым усилител Ми и поступают на управляющие входы рервой и второй ключевых схем. При достижении заданного соотношения тем Ператур на задних поверхностях исследуемого 3 и эталонного 4 образцов или,что то же самое, заданного соотношения напряжений U, U на управляющих входах первой и второй ключевых схем ключевые схемы закрываются и отключают генераторы 11 импульсов от первого и второго счетчиков импульсов. При этом счетчики импульсов регистрируют число импульсов, пропорциональное интервалам времени f.tt с момента подачи тепловых импульсов на передние поверхности исследуемого 3 и эталонного 4 образцов до момента

времени достижения заданного соотношения температуры на их задних поверхностях. Температуропроводность вычисляют по формуле

па.

J - 0.051

-t tl

1

где a ,а2 - температуропроводность исследуемого и эталонного образцов, соответственно;

п

Јuc1mk

,d

5 0

5 о 5

0

5

0

5

г

и с„ m

о -Hi

k

.91.

Q

плотности и теплоемкости исследуемого и эталонного образцов соответственно ;

заданное соотношение напряжений на управляющих входных ключах, соединенных с исследуемым 3 и эталонным 4 образцами;

заданное соотношение энергий тепловых импульсов, падающих на передние поверхности исследуемого 3 и эталонного 4 образцов}

заданное соотношение толщин исследуемого 3 и эталонного 4 образцов;

интервалы времени с момента подачи теплового импульса до момента времени достижения заданного соотношения напряжений на задних поверхностях исследуемого образца и эталона соответственно.

Величину соотношения напряжений га, а следовательно, и времена t{ и t2 можно выбрать как угодно малыми, в зависимости от возможностей приборной реализации устройства.

Таким образом, в устройстве происходит регистрация не всей температурной кривой, а лишь ее начальной части, имеющей большую крутизну, а следовательно, повышается точность.в определении заданного соотношения

„ U

температур или напряжении --- .

U2

0 --Ч

Меньшее время измерения позволяет значительно уменьшить тепловые и некоторые другие потери, особенно при высоких температурах.

Устройство может быть использовано для быстрого измерения температуропроводности образцов в широком диапазоне их теплофизических параметров и температур.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента температуропроводности материалов, содержащее импульсный тепловой источник, связанный с генератором импульсов, а также датчик температуры, ключевую схему, усилитель и счетчик импульсов с индикацией, входящие в состав измерительного канала,

отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения времени измерений, в него введены расщепитель теплового потока и дополнительный измерительный канал, при этом выход импульсного теплового источника связан с входом расщепителя теплового потока, первый выход которого подключен к входу измерительного канала, а второй выход - к входу дополнительного измерительного канала, причем указанные каналы идентичны и состоят из датчика, вход которого

5 является входом канала, а выход под- ключе н через усилитель к одному входу ключевой схемы, выход которой связан с входом счетчика импульсов с индикацией, а другой вход ключевой

0 схемы - с выходом генератора импульсов.

Изобретение относится к теплофизическому приборостроению и может быть использовано для измерения температуропроводности плоских образцов твердых тел. Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения времени измерений. Устройство содержит импульсно-тепловой источник тепла, расщепитель теплового потока, генератор импульсов, два датчика температуры, два усилителя, две ключевые схемы, два счетчика импульсов. Тепловой импульс от импульсного теплового источника через расщепитель теплового потока подается на передние поверхности исследуемого и эталонного образцов. Одновременно с этим запускается генератор импульсов, число импульсов которого через ключевые схемы регистрируют счетчики импульсов. По достижению заданного соотношения температур на задних поверхностях исследуемого и эталонного образцов или, что тоже самое, заданного соотношения напряжений на управляющих входах ключевых схем ключевые схемы закрываются и отключают генератор импульсов от счетчиков импульсов. На счетчиках импульсов отображается число импульсов, пропорциональное интервалам времени T₁, T₂. Температуропроводность вычисляют по формуле: A₁=NA₂T₂/T₁-0,005L₁(N-1)/T₁, где N=ρ₁C₁MK/ρ₂C₂D

A₁,ρ₁,C₁,A₂,ρ₂,C₂ - температуропроводности, плотности и теплоемкости исследуемого и эталонног

джапаридзе тамази доментьевич

хмелидзе мурман петрович

шаламберидзе емили давыдович

папелишвили тамази владимирович+0229657метаL DетестоR22 384000 кутаиси, маяковского 3822 384000 кутаиси, гогебашвили 5

22 384000 кутаиси, махарадзе 61

22 384004 кутаиси, гванцеладзе п т-к 8

22 384009 кутаиси, р.люксембург 47

22 384054 цхалтубо, фрунзе п пер.36Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использо