Устройство для теплофизических измерений термоэлектрических батарей и ветвей термоэлементов Советский патент 1990 года по МПК H01L35/34 G01N25/18 

Изобретение относится к изготовлению термоэлектрических батарей (ТЭБ) и может Оыть использовано для контроля теплофизических характеристик ТЭБ. ветвей термоэлементов и преобразователей теплового потока.

Целью изобретения является снижение погрешности измерения теплового потока за счет устранения неконтролируемых утечек тепла от испытуемого обьекта.

На чертеже схематически представлено устройство для теплофизических измерений icJb и ветвей термоэлементов.

Устройство состоит из опорного фланца 1, в котором имеются отверстия 2 для вывода измерительных проводов, испытуемого объекта 3 с термопарами 4. теплопроводных вставок 5, нагревательного элемента 6. создающего тепловой поток через испытуемый обьект с теплопроводными вставками тепловых экранов 1, равных по высоте соответственно теплопроводным вставкам и испытуемому объекту и снабженных со стороны нагревательного элемента вмонтированными в них нагревателями 8, служащими для поддержания одинакового распределения температур на испытуемом объекте, теплопроводных вставках и тепловых экранах, защитного колпака 9, снабженного электронагревателем 10

препятствующего утечке тепла с испытуемого объекта, теплопроводных вставок и нагревательного элемента. Груз 11 прижимает испытуемый объект, теплопроводные вставки и нагревательный элемент друг к другу и к фланцу для улучшения теплового контакта. Отношение высоты теплопроводных вставок h к величине зазора А между тепловым экраном и испытуемым объектом ,5-2,0.

Пространство между теплопроводными вставками 5, испытуемым объектом 3 с нагревательным элементом 6 и тепловыми экранами 7 с защитным колпаком 9 заполнено теплоизоляционной засыпкой 12 из пено- шамотного кирпича. Дифференциальные термопары 13 служат для управления и кон- троля адиабатическими условиями.

В предлагаемом устройстве при наличии датчиков 14 теплового потока тепло- проводные вставки 5 расположены с одной стороны между фланцем и датчиком, с другой - между нагревательным элементом и соответствующим датчиком.

Устройство работает следующим обра- зом.

Испытуемый объект 3 с приваренными к нему термопарами 4 устанавливают вместе с теплопроводными вставками 5 на фланце 1. Все провода термопарные, токо- вые и потенциальные располагают кольцевыми витками (1-2 витка) с диаметром, равным внутреннему диаметру теплового экрана, и выводят через отверстия 2 в опорном фланце. Затем устанавливают тепло- вые экраны 7. К испытуемому объекту 3 с теплопроводными вставками 5 с помощью груза 11 прижимают нагревательный элемент 6. На тепловые экраны 7 опускают защитный колпак 9 с нагрев ателем 10. Пространство между теплопроводными вставками, испытуемым объектом с нагревательным элементом и тепловыми экранами с защитным колпаком заполняют теплоизоляционной засыпкой 12.

По измеренным значениям мощности нагревательного элемента, показаниям термопар, а также с учетом известных значений теплопроводности теплоизоляционной засыпки, геометрических размеров деталей

устройства и испытуемого объекта определяют величину теплового потока через испытуемый объект.

В случае наличия в устройстве датчиков теплового потока величина теплового потока, проходящего через испытуемый объект определяется как среднее арифметическое тепловых потоков (Qi и Ог), измеряемых датчиками.

Устройство может быть реализовано, например, следующим образом.

Фланец 1, защитный колпак 9, груз 11 выполнены из молибдена, нагревательный элемент б представляет собой нихромовую спираль, вмонтированную в медный блок, электронагреватель 10 защитного колпака и электронагреватели 8 кварцевых тепловых экранов 7 также выполнены из нихрома, термопары 4 и 13 используются платиноро- диевые, теплопроводные вставки 5 выполнены из меди, теплоизоляционной засыпкой 12 служит размолотый пеноша- мотный кирпич.

Формула изобретения 1. Устройство для теплофизических измерений термоэлектрических батарей и ветвей термоэлементов, содержащее опорный фланец, нагревательный элемент, тепловой экран, защитный колпак с вмонтированным в него нагревателем, термодатчики и датчики теплового потока, теплоизоляционную засыпку, отличающееся тем, что, с цеЛью повышения точности измерений при испытании образцов, на опорном фланце и под нагревательным элементом соосно с ними дополнительно установлены теплопроводные вставки с сечением в плоскости,, перпендикулярной оси устройства, равным сечению испытуемого образца и высотой, выбираемой из условия

0.5-2..

где h - высота теплопроводных вставок;

А - величина зазора между испытуе- мым образцом и тепловым экранам.

2. Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что датчики теплового потока размещены на теплопроводных вставках со стороны испытуемого образца.

Изобретение относится к изготовлению термоэлектрических батарей и может быть использовано для контроля теплофизических характеристик термоэлектрических батарей ветвей и преобразователей теплового потока. Цель изобретения - снижение погрешности измерения теплового потока - достигается тем, что в устройстве для теплофизических измерений термоэлектрических батарей и ветвей термоэлементов, содержащем опорный фланец, нагревательный элемент, тепловой экран, защитный колпак с вмонтированным в него нагревателем, теплоизоляционную засыпку, термодатчики и датчики теплового потока, на опорном фланце и под нагревательным элементом соосно с ними дополнительно установлены теплопроводные вставки с сечением в плоскости, перпендикулярной оси устройства, равным сечению испытуемого образца, и высотой, ввыбираемой из условия H/Δ=0,5-2, где H - высота теплопроводных вставок, Δ - величина зазора между теплопроводными вставками и тепловым экраном. При этом датчики теплового потока размещены на теплопроводных вставках со стороны испытуемого образца. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.