Способ определения коэффициента температуропроводности веществ Советский патент 1993 года по МПК G01N25/18 

ел

С

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения теплофизических характеристик полупрозрачных веществ. Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента температуропроводности полупрозрачных веществ за счет уменьшения влияния радиационной составляющей теплового потока на результаты измерений. Плоский образец заданной толщины нагревают модулированным по гармоническому закону тепловым потоком, измеряют температуру на тыльной стороне образца и для двух значений частоты модуляции теплового потока, различающихся в два раза, измеряют фазу колебаний температуры и ее амплитуду, по величинам которых рассчитывают искомую характеристику. 3 ил,

Изобретение относится к области теплофизических измерений, в частности к способам измерения теплофизических свойств материалов и может быть использовано в лазерной и космической технике при разработке и производстве современных композиционных, керамических и других конструктивных материалах.

Цель изобретения - повышение точности измерения коэффициента температуропроводности.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения коэффициента температуропроводности полупрозрачных веществ, включающем измерение толщины образца, нагрев плоского образца , воздействие на него модулированным по гармоническому закону тепловым потоком с частотой соответствующей фазе колебаний температуры на поверхности образца в диапазоне 120-160° С, измеряют амплитуду колебаний температуры, удваивают частоту модуляции теплового потока, измеряют амплитуду и фазу колебаний температуры, а коэффициент температуропроводности рассчитывают по формуле:

00

о VI

со о ю

10313 -f -a ---в-5

0)

где f - частота модуляции теплового потока, соответствующая фазе колебания 120-160° С

(Гц); а - толщина образца (м);

Рее расчетные зависимости и величины -пгшжены для удобства в память ЭВМ.

Использование заявляемого изобретения обеспечивает по сравнению с прототи- помполучение следующих технико-экономических преимуществ:

- погрешность определения коэффициента температуропроводности в предлагаемом способе 3 %, в прототипе 11 %, т. с. меньше;

- сокращение продолжительности процесса определения коэффициента темпера- туропроводности, т. к. измерения проводятся с одним образцом, по сравнению с прототипом, где измерения проводят- ся с 3 образцами;

- предлагаемый способ определения коэффициента температуропроводности имеет более широкие функциональные возможности, так как этим способом можно измерить с высокой точностью коэффициент температуропроводности и оптически толстых образцов;

- предлагаемый способ позволяет диа- грстировать прямые засветки через обра- зец, т. е. раскалывание образца. Формула изобретения Способ определения коэффициента температуропроводности веществ, включающий нагрев плоского образца заданной толщины модулированным по гармоническому закону тепловым потоком, измерение температуры на тыльной стороне образца и фазы ее колебаний на двух частотах модулированного теплового потока, значения которых различаются в два раза, и последующее вычисление искомой характеристики, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения коэффициента температуропроводности полупрозрачных веществ за счет уменьшения влияния радиационной составляющей теплового потока на результаты измерений, дополнительно измеряют амплитуду колебаний температуры на частоте, соответствующей фазе 120-160°, и удвоенной частоте, а искомую характеристику вычисляют по формуле.

а 10313 f 62/B2,

где-f - частота модуляции теплового потока;

д толщина образца;

В - коэффициент, зависящий от отношения амплитуд колебаний температуры но частоте, соответствующей фазе 120-160°, и удвоенной частоте, а также фаз колебаний температуры на этих частотах.

30

V

Фиг.2

Для «аг&поты fa 2bj