Устройство для измерения теплопроводности материалов Советский патент 1992 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к теплофизиче- ским испытаниям, а именно к измерениям теплофизических свойств материалов.

Известно устройство для измерения теплопроводности, в котором предусмотрено создание сжимающего усилия исследуемого образца.

Недостатком устройства является отсутствие контроля деформации образца.

Ближайшим к изобретению является устройство для измерения теплопроводности материалов на образцах в виде дисков, содержащее блоки подвода и отвода теплоты с плоскопараллельными поверхностями, обращенными один к другому, выполненными с возможностью изменения зазора между ними, измеритель зазора и тепломер, вмонтированные в один из блоков, и измеритель перепада температур на образце.

Недостатком устройства при испытании эластичных материалов является ограничение точности за счет неучета изменения площади сечения образца в плоскости, параллельной плоскопараллельным поверхностям блоков подвода и отвода теплоты.

Цель изобретения - повышение точности при испытании эластичных материалов.

Цель достигается тем, что устройство для измерения теплопроводности материалов включает блоки подвода и отвода теплоты с плоскопараллельными поверхностями, обращенными одна к другой, предназначенными для размещения между ними образцов в виде дисков. Блоки выполнены с возможностью изменения зазора между ними, снабжены измерителем разности температур блоков, измерителем зазора и тепломером, вмонтированным в один из

а

ON hO

а

блоков. Особенностью устройства является наличие кольцевой обечайки для размещения в ней образца; обечайка выполнена из упругой полосы и снабжена тензоизмери- телем изменения площади круга, заклю- 5 ценного внутри обечайки. Чтобы обечайка не мешала сжимать образец, высота ее меньше толщины образца в сжатом состоянии.

. На чертеже представлена схема взаим- 10 ного расположения блоков подвода и отвода теплоты,обечайки и образца.

Устройство содержит блок 1 подвода теплоты, блок 2 отвода теплоты, образец 3, обечайку 4, тензодатчик 5 с отводящим при- 15 водом 6.

Устройство работает следующим образом.

Между блоком t нагрева и блоком 2 охлаждения размещают образец 3, изго- 20 товленный из испытуемого материала и имеющий форму диска. Предварительно размещают образец 3 в обечайке 4, выполненный из упругой полосы. Обечайка охватывает образец с заданным сжимающим 25 усилием. Обечайка снабжена тензодатчика- ми. 5, подключенными с помощью отводящих проводов к регистратору деформации обечайки. Система тензодатчиков 5 образует тензоизмеритель. Сигналы тензоиз- 30 мерителя проградуированы в единицах изменения площади, охватываемой обечайкой. В центральной части блока 2 отвода теплоты размещен тепломер, регистрирующий плотность теплового пото- 35 ка, через центральную часть образца. Преусмотрено также измерение перепада емператур между блоками подвода и отвоа теплоты. Под влиянием контролируемого силия происходит сжимание образца меж- 40 у блоками подвода и отвода теплоты. Регитрируется величина зазора между локами. При испытании эластичных материалов величина зазора зависит от сжимающего усилия. Кроме того, от сжимающего усилия зависит и изменение размера дискового образца в радиальном направлении. Это изменение регистрируется тензоизме- рителем.

Измерения производятся при монотонном изменении температуры системы, состоящей из блока подвода теплоты, образца и блока отвода теплоты. Для расчета искомой величины используются: плотность теплового потока, перепад температур и сведения о геометрии образца.

Учет растекания образца в направлениях, перпендикулярных вектору сжимающего усилия, наряду с учетом уменьшения толщины дискового образца обеспечивает повышение точности при испытаниях эластичных материалов.

Устройство может найти применение при исследованиях изменений теплопроводности эластичных материалов под влиянием сжимающих усилий.

Формула изобретения Устройство для измерения теплопроводности материалов на образцах в виде дисков, содержащее блоки подвода и отвода теплоты с плоскопараллельными поверхностями, обращенными одна к другой, выполненными с возможностью изменения зазора между ними, измеритель зазора и тепломер, вмонтированный в один из блоков, и измеритель перепада температур на образце, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при испытаниях эластичных материалов, устройство снабжено кольцевой обечайкой для размещения в ней образца, выполненной из упругой полосы и снабженной тензоизмерителем изменения площади круга, заключенного внутри обечайки.

Изобретение относится к теплофизиче- ским испытаниям, а именно к измерениям теплофизических свойств материалов. Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве предусмотрены блоки подвода и отвода теплоты к образцу в виде диска с регулируемым и контролируемым зазором между блоками. Дополнительно предусмотрена обечайка из упругой ленты, охватывающая образец по его цилиндрической поверхности. Увеличение диаметра этой поверхности при сжатии плоскопараллельных поверхностей образца регистрируется тен- эоизмерителем, смонтированным на обечайке. Учет изменения площади образца, охватываемой обечайкой, обеспечивает повышение точности. 1 ил. w w В