Известные установки для автоматического непрерывного определения коэффициента температуропроводности твердых материалов с электромеханическими счетно-решающими устройствами не обеспечивают высокой точности измерения и быстродействия из-за использования следящих систем с инерционными реверсивными двигателями и линейными потенциометрами.
В предложенной установке в отличие от известных счетно-решающее устройство выполнено -на фантастроне, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя. Ко входу усилителя подключены выход измерителя скорости роста температуры и компенсационная схема измерения перепада температур на образце. Выход фантастрона связана с делительным устройством, а выход последнего через фильтр и усилитель подсоединен к регистрирующему прибору. Это обеспечивает быстродействие и повышение точности измерения коэффициента температуропроводности.
Блок-схема установки для непрерывного автоматического определения коэффициента температуропроводности представлена на чертеже.
Установка состоит из трех блоков: программного автоматического регулирующего устройства / для задания квазистационарного теплового режима, калориметров // для проведения теплофизических экспериментов и автоматического электронного счетно-решающего Зстройства /// для определения коэффициента температуропроводности и записи решения на регистрирующем приборе (двухкоординатном электронном самописце) в функции температуры.
Копир 1, реверсивный двигатель 2 и программный задатчик 3 служат для задания нестационарного теплового режима, а реверсивный двигатель 4 и программный задатчик 5 - для задания квазистациоиарного теплового режима.
Система автоматического регулирования работает в следящем режиме и включает в себя: термопару 5 калориметра 6 с образцом 7, термопару S калориметра 9, измерительное устройство 10 компенсационного типа, электронный пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор //, пульт 12 ручного и автомат1 ческого управления, представляющий собой схему релейной коммутации и автоматической блокировки, реверсивный двигатель 13, нагреватель 14 и электропечь с нагревателем 15.
Термоэлектродвижущая сила с термопары 16, пропорциональная перепаду температур, преобразуется в блоке 17, усиливается в блоке 18, детектируется в блоке 19 и подается на вход делительиого устройства 20. С помощью
термопары 21 прибор 22 служит для записи термограмы, по которым контролируется заданный тепловой режим. С реохордом электроииого потенциометра (прибора 22) сочленен потенциометрический датчик 23, который перемещается пропорционально температуре нагревателя н- Напряжениз, снимаемое с потенциометрического датчика, дифференцируется в блоке 24, усиливается в блоке 25 и подается на вход дифференциального усилителя 26. Разность напряжений поступает иа фаитастрон 27, который производит амплитудно-временное преобразование напряжения, подаваемого на его вход. Промодулированные по длительности прямоугольные импульсы с выхода фантастрона инвертируются в блоке 28 и подаются в цепи обратной связи на делительное устройство 20. Цепь запуска фантастрона 27 состоит из генератора 29 запуска и блока 30 формирования пусковых импульсов. Напряжение, процордиональное частному от деления
-- на Л, поступает на усилитель 31 и ина т:
тегрирующую цепь 32 и далее на один из входов регистрирующего прибора электронного двухкоординатного самописца 33. На второй вход самописца 33 подается термо-э.д.с., пропорциональная температуре нагревателя 14.
На диаграммной ленте электронного двухкоординатного самописца записывается коэффициент температуропроводности а в функции температуры нагревателя j,. Схема установки включает в себя также блоки 34 и 35 питания.
Величины коэффициентов а относятся к температуре нагревателя, поскольку толщина исследуемых образцов относительно мала, и перепад температур А/ не превыщает 10-15°С.
Для определения коэффициента температуропроводности а твердых материалов возможны различные конструкции калориметров.
При проведении теплофизических экспериментов в качестве термодатчика применяют термопары. Использование других термодатчиков (например, термосопротивлений) для определения теплофизических коэффициентов твердых материалов не представляется возможным.
Предлагаемая установка может быть лримецена для определения коэффициента температуропроводности пластмасс, теплоизоляционных и высокомолекулярных материалов, керамик, стеклопластиков, специальных материалов и др.
Предмет изобретения
Установка для автоматического определения
коэффициента темиературопроводности, содержащая кондуктиметр, автоматический регулятор температуры для задания квазистационарного теплового режима, схему измерения скорости роста температуры, компенсационную
схему измерения перепада температур на образце, счетно-решающее устройство с дифференциальным усилителем, регистрирующий прибор, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения коэффициента температуропроводности и повышения быстродействия, в ней счетно-рещающее устройство выполнено на фантастроне, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, ко входу которого подключены выход измерителя скорости роста температуры и компенсационная схема измерения перепада температур :на образце, а выход фантастрона связан с делительным устройством, выход которого через фильтр и усилитель подключен к регистрирующему прибору.
