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

Изобретение относится к теплофизиче- ским измерениям и может найти применение для определения коэффициента теплопроводности строительных материалов, грунтов, ограждающих конструкций.

Известно устройство для определения теплопроводности, содержащее изотермический зонд, включенный в плечо моста, усилитель, детектор и генератор переменной длительности импульсов.

Известно также устройство для опреде- ления теплопроводности материалов, содержащее изотермический зонд, включенный в плечо моста, источник питания и квадратор.

Недостатками известных устройств являются низкая точность измерения из-за отсутствия в устройстве измерителя температуры, позволяющего определить начальную температуру исследуемого образца и зонда и невозможность использования их для ограждающих конструкций из-за сферической формы зонда.

Цель изобретения - повышение точности измерения, сокращение времени.

Цель достигается тем, что устройство для определения теплопроводности, содержащее изотермический зонд, включенный в плечо моста, дополнительно снабжено регулятором-измерителем температуры, счетчиком контроля выделенной энергии и счетчиком времени рассеивания энергии.

Отличительным признаком заявленного устройства является наличие в последнем регулятора (измерителя) температуры. Это позволяет определить температуру изотермического зонда и исследуемого образца (строительного материала или ограждающей конструкции) с большей точностью. Кроме того, использование регулятора темVJ

сл

СП

J

сл

пературы позволяет задавать перепад температуры до 50°С, тогда как в известных устройствах перепад составляет всего 0,5 - 1°С. Это значительно уменьшает действие дополнительного термического сопротивления, возникающего за счет воздушной прослойки между поверхностью зонда и исследуемым образцом.

Другой отличительный признак - наличие в устройстве одновременно двух счетчиков: контроля выделенной энергии и времени рассеивания энергии. Это обеспечивает сокращение времени измерения, простоту и компактность измерительной схемы.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для определения теплопроводности состоит из цилиндрического изотермического зонда 1, включенного в плечо моста Уитсона регулятора 2 температуры, счетчика 3 контроля выделенной энергии, триггера 4, счетчика 5 времени рассеивания энергии, ключа 6, формирователя 7.

Изотермический зонд 1 состоит из термометра 8 сопротивления, являющегося плечом моста регулятора 2 температуры и нагревательного элемента 9, подключенного к трансформатору 10 через контакты реле регулятора температуры.

Измерение теплопроводности производят следующим образом.

Погружают изотермический зонд 1 в исследуемый материал или вставляют в просверленное в исследуемой ограждающей конструкции отверстие. Регулятором 2 температуры определяют начальную температуру зонда 1 и исследуемого образца и задают требуемый перепад температуры ЛТ с помощью задатчика, расположенного на регуляторе 2 температуры. После этого подают питание на нагревательный элемент 9, который разогревает зонд 1 до температуры, установленной на задатчике. и поддерживает ее постоянно. Одновременно с подачей питания включают счетчик 3 контроля выделенной зондом энергии, при этом автоматически включается счетчик 5 времени рассеивания энергии, на который от формирователя 7 через ключ 6 подаются импульсы напряжения. После переполнения счетчика 3 импульсами происходит срабатывание триггера 4, в результате чего закрывается ключ 6 и останавливается счети

чик 5. По показаниям N на счетчике 5 определяют коэффициент теплопроводности по формуле

А -

U-I -К

N ДТ

где U - напряжение нагревательного элемента, В;

I - сила тока нагревательного элемента, А;

N - показания счетчика времени рассеивания энергии;

Д Т - перепад температур, град,;

К- коэффициент, зависящий от геометрических размеров зонда и определяемый при тарировке.

П р и м е р . В стеновой панели из керамзитостиропорбетона толщиной 350

мм сверлили отверстие на глубину зонда. Вставляли в отверстие цилиндрический зонд диаметром 10 мм и длиной 220 мм, Измерителем температуры замеряли температуру зонда и стеновой панели Т 15°С.

Задавали регулятором перепад ДТ 50°С. Напряжение, подаваемое на зонд U 16,75 В, сила тока I 3,17 А. Показание счетчика N 365 (ед.). Коэффициент К при предварительной тарировке - 167,15 1/м.

По полученным данным рассчитывали коэффициент теплопроводности

Я 0,489

Вт

35

мград

Использование устройства такой конструкции позволит ускорить процесс определения теплопроводности, повысить точность измерения, расширить область его

применения и значительно сократить стоимость работ.

Формула изобретения Устройство для определения теплопроводности, содержащее изотермический

зонд, включенный в плечо моста, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения, оно дополнительно содержит регулятор-измеритель температуры, к которому подключены нагревательный элемент, размещенный в изотермическом зонде, и счетчик контроля выделенной энергии, выход которого соединен со счетчиком времени рассеивания энергии.

в

Изобретение относится к теплофизиче- ским измерениям и может найти применение при определении коэффициента теплопроводности строительных материалов и ограждающих конструкций. Устройство для определения теплопроводности, содержащее изотермический зонд, включенный в плечо моста, дополнительно снабженорегулятором-измерителем температуры, счетчиком контроля выделенной энергии и счетчиком времени рассеивания энергии.1 ил.