Способ определения контактных термических сопротивлений Советский патент 1990 года по МПК G01N25/00 G01K17/08 

Изобретение относится к измерительной технике, приборостроению и может быть использовано в теплометрии.

Цель изобретения - расширение области измерения и повышение точности определения контактных термических сопротивлений образцов из одного и того же материала.

На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит теплоизоляционный корпус 1, в котором размещены электронагреватели 2 и 3, охлаждающее устройство 4, верхний контактный образец 5, представляющий пару цилиндров,соприкасающихся торцовыми поверхностями ,и нижний монолитный

образец 6. С внешней стороны теплоизоляционный корпус снабжен защитными кольцами (компенсационными) 7 и 8. Кроме этого, измерительная и регулировочные системы имеют дифференциальные термопары 9, магнитные пускатели 10, регуляторы 11 напряжения, задат- чик 12 теплового режима, электронные регулируемые потенциометры 13 и электронный самопишущий потенциометр 14.

Способ осуществляется следующим образом.

Контактный 5 и монолитный 6 образцы, выполненные из одного материала и имеющие одинаковые размеры, размещают между электронагревателями 2 и 3 и охлаждающим устройством 4. Задат- чиком 1 2 теплового режима в электротГстк4

нагревателях 2 и 3 создаются одинаковые тепловые потоки q, которые пропускаются, через контактный 5 и монолитный 6 образцы. Если на поверхно- стях электронагревателей 2 и 3 возникает разница температур, то сигнал, определяемый дифференциальной термопарой 9, подается на вход потенциометра 13, который воздействует на ре- гулятор 11 напряжения, изменяющий мощность электронагревателя до исчезновения сигнала с дифференциальной термопары 9.

Компенсация теплопотерь образцами осуществляется защитным кольцами 7 и 8, которые включаются в работу по аналогии с электронагревателями 2 и 3 и с помощью дифференциальной термопары 9, электронного регулируемого потенциометра 13 и магнитного пускателя 10. Причем, в случае работы с небольшими по высоте образцами, типа дисков, возможность использования которых обеспечивает предлагаемый спо- соб, теплопотери с торцовых поверхностей в изоляционный корпус 1 будут пренебрежимо малы и использование охранных колец 7 и 8 совместно с системой регулирования может быть исклю- чено.

При включении измерительного устройства в охлаждающем устройстве 4 непрерывно циркулирует хладагент с постоянной температурой. Температура на нагреваемых торцовых поверхностях образцов 5 и 6 будет одинакова из-за аналогии автоматического выравнивания температуры на поверхностях электронагревателей 2 и 3, а на охлаждаемых торцовых поверхностях различна из-за наличия контактного термического сопротивления R,K в контактном образце 5 на пути теплового потока q. Температурный перепад ДТК в зоне контакта двух соприкасающихся

торцами цилиндров в образце 5 определяется с помощью дифференциальной термопары 9 и электронного самопищу- щего потенциометра 14 по разности температур на охлаждаемых торцовых поверхностях монолитного 6 и контактного 5 образцов. Расчет контактного

термического сопротивления изводится по формуле

п ТК

про

где q - тепловой поток электронагревателя 2 или 3, который определяется по мощности, потребляемой электронагревателем 2 или 3, отнесенной к единице площади поверхности нагревателя, Вт/м 2.

Формула изобретения

Способ определения контактных термических сопротивлений, заключаю- щ и и с я в том, что через цилиндрический образец, состоящий из двух соприкасающихся торцами стержней, пропускают тепловой поток путем нагревания одной торцовой поверхности контактного образца и охлаждения его противоположной торцовой поверхности, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности для контактных образцов из одного и того же материала, одновременно в том же режиме осуществляют нагревание и охлаждение монолитного образца, идентичного по форме и материалу исследуемому контактному образцу, а величину контактного термического сопротивления определяют.по отношению разности температур на охлаждаемых торцовых поверхностях монолитного и . контактных образцов к-величине пропускаемого через них теплового потока.

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в теплометрии. Цель изобретения - расширение области применения и повышение точности определения термических сопротивлений контактных образцов из одного и того же материала. Способ осуществляется путем пропускания через контактный и монолитный образцы, размещенные между нагревателями и охлаждающим устройством, равных по величине тепловых потоков и измерения температур на охлаждаемых торцовых поверхностях. Величину контактного термического сопротивления определяют по отношению разности температур на охлаждаемых торцовых поверхностях контактного и монолитных образцов к величине пропускаемого через них теплового потока. 1 ил.