Устройство для определения коэффициента теплопроводности твердых тел Советский патент 1974 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к устройствам для теплофизическах измерений.

Известны устройства для определения кo9фcf)ишeнтa теплопроводности твердых тел, содержащее линейны источник тепла постоянной мощности - цилиндрическнР зонд.В качестве такого зонда используется термопара, нагреваемая переменным током. . ,

Однако применение этих устройств ограничено из-за трудноучк тываемых потерь тепла от середины к концам зонда, особенно при исследовании образцов конечной длины.

Цель изобретения - повышение точности измерения,

Лдя этого два дополнительных термоэлектрода присоединены к разноименным по отношению к ним термоэлектродам зонда в местах выхода их нз образца и включены с концами зонда так,что две пары одноименных термоэлектродов являются звеньями обратной овязи,формируюшши сигналы, пюповпиональные шзт костям температур в середине и на концах зонда.

На чертеже показана принципиальная схема предложенного устройства.

Устройство содержит систему

0 автоматической компенсации теплопотерь на концах зрнда I,состоящую из двух каналов, каждый из которых независимо от другого нагревает место выхода зойда из образца до температуры спая зонда, звеньями обратной связи служат две дифференциальные термопара, образован1ше путем соединения дополнительных термоэлектродов 2 с

0 зондом-термопарой,Соединение выполняется в месте выхода зонда из образца 3 таким образом,что каждый дополнительный термоэлет т|род присоединяется к разноименному

5

ПО отношению к нему тёрмоэлектроду зонда, а управляющие сигналы термо-э.д.с. дй(|ференциальных термопар сшшаютсяс одноименных Tej)моэлектродоЕ,

Каждый канал системы автоматической компенсаций теплопотерь состоит из ЕС-Фильтра 4, фазочувствительного усилителя 5, реверсивного Электре двигателя 6,регулирующего ток подогрева концов зонда от источника питания 7 путем перемещения токосъемных контактов реостата 8,

Нагрнв зонда-термопары производится от источника 9 переменного тока частотой 10-30 кгц с использованием измерителя лющности 10 и разделитаяьных конденсаторов II и 12, которые, как и конденсаторы 13-16, служат для исключения шунтирования термопар выходными каскадами источников питания.

Для регистрации температуры зонда служит электшшш потенциометр 17, иа входе которого имеет-ся помехозащитнп м.;-(ильтр 18.

Образец с торцовыми тешюизоляторами 19 и 20, зондом с дополнитыиг.нууи тер.моэлектродами и шинами 2Г и 22 подвода к зонду мощHocji: нагрела помещается в термостат 23, . для 1ч;равниЕаь:ия Т1:;мпературы ь образце перед началом оиыта.

ycTpof GTBO |аботает следующим образом,

.;ежяу пластинами из исследуемого вещеитса помещается зонд-термопара Т, загем Шйстины IUIOTHO сжимсштся и rю.eщaютcя в термостат 2о. По истечении некоторого времени образец принимает температуру . термостата, комент наступления раь ногосия определяется по показаниям эл(ктронного потенциометра 17. этого включается ток нагрева зоцда, а также сзстема автоматической компенсации теплопотерь и регистрируется изменение температуры зонда во врег.1еш1. По мере роста температуры в центре зонда изменяются терыО-Э.д.с. дифференциальных термопар, которые поступают на жод фазочувствительных усилителей 5 и отрабатываются реверсивными двигателш.га 6, (ыходние рали двигателей перемещаtoT движки реостатов 8,регулирующих токи подогрева через кажды конец зонла и ближа 1Ш4 к нему дополнительный термозлектрод,сводя таким образом сигналы дисТ ференциальных термопар к нулю.

Устройство позюляет исключать систематическую погрешность измерения козфФициента теплопроводности, обусловленн;р) потерш.ш тепла на концах зонда, а, следовательно, повысить точность измерений/.

ПРГДМ51Г ИЗОБРЕТН1ВД

УстроГство ,цля определения воэф ТИциента теплопроводаости твердых тел, содержащее лине1ны зондтермопару, систему компенсации те. лоЕых потерь зонда и систему регистрации температур, о т л и ч а ю ще е с я тем/что, с целью по8 11ения точности измерения,два дополнительных тепмоэлектрода присоединены к рвзноимеиным но отношению к ним термоэлектродам зонда в местах выхода их из образца и включены с конца У зонда в систему компепаа1дии тепловых потерь

зонда так, что две пары одноименных термоэлектродов являются звеньями обратной связи, (формирующими сигналы,пропорциональные рааностям тештератур в середине и наK0 iij,ax зонда.