Устройство для определения теплопроводности твердых тел Советский патент 1976 года по МПК G01N25/18 

1

Изобретение относится к устройствам для определения теплопроводности керамических материалов методом стационарного теплового потока и предназначено для использования в научно-исследовательских и заводских лабораториях.

Заделка термопар в устройствах для определения тенлофизических свойств материала осуществляется высококвалифицированным рабочим. Это сложная онерация, а при наличии прочных образцов - трудно осуществимая. Свойства массы, применяемой для заделки, отличаются от свойств исследуемого образца, тем более от свойств поверхностной корки, образующейся в процессах сушки и обжига. Не меньшие трудности возникают нри подгонке контролирующих поверхностей, причем не удается оценить достигнутую степень контролирования. Поэтому в известных устройствах для определения теплопроводности твердых тел осуществляется прямое измерение теплового потока, что значительно снижает требования к качеству «теплового контакта, но усложняет конструкцию.

Устройства для определения теплопроводности косвенным путем с использованием эталонных образцов, например, путем сравнения температурного перепада на образцах в зависимости от мощности, расходуемой нагревателем, известны, но широкого применения не получили из-за больших погрешностей определения.

Цель изобретения - улучшить воспроизводимость условий испытаиия при одновременном сокращении трудозатрат на подготовку образцов. Это достигается тем, что между контролирующими поверхностями, например нагревателем и образцом, создается постоянный зазор за счет установки трехкалиброванных

щариковых опор. При этом влияние качества подготовки поверхности образцов на результаты испытаний практически исключено. Количество шариков (3 шт.) соответствует наибольщей устойчивости и равномерности передачи

давления. Взаимное расположение шариков и их расстояние от центра образца должны быть всегда одинаковы.

Шарики могут одновременно выполнять функцию датчиков температуры поверхности

образца, если они будут являться одновременно и спаями измерительиых термопар. Для снижения влияния поверхностных эффектов при измерении температур шарики-спаи контактируют с нагревателем и холодильником

через керамические пластины.

При таком методе измерения температуры поверхности отпадает необходимость установки термопар в образцы, и, следовательно, полностью исключается влияние качества заделки

термопар на результаты определения. Даль3

нейшее улучшение воогцроизв-одимости условий измерения достигается тем, что для теплоизоляции 6iQ.Koebix поверхностей образца, опоры нагревателя и холодиль-ника применена засыпная изоляция из теплоизоляциониого материала с практически постоянным насыойыад .весом (например, из обожженного фракционирован.ного вермикулита).

На чертеже показано предложенное устройство для определения теплопроводности твердых тел.

В корпусе 1 устройства на теплоизоляционной подставке 2 размещен плоский металлический нагреватель 3. Исследуемый образец 4 контактирует с нагревателем 3, а также с холодильником 5 через керамические пластины 6 и шариковые опоры 7, являющиеся одновременно спаями термопар - датчиков температуры поверхности образца. Боковые поверхности образца, подставки и холодильника изолированы от корпуса теплоизоляционной засыпкой 8.

Теилопроводность измеряется следующим образом. Через некоторое время после включения нагревателя в устройстве достигается стационарный теиловой режим, на что указывает прекращение роста температуры поверхностей образца. В этот момент определяется перепад

температур по образцу, и по величине перепада путем сравнения с перепадами температуры на ранее исследованных в этом же устройстве эталонных образцах (при одной и той же мощности нагревателя) определяется теплопроводность исследуемого образца.

Формула изобретения

1.Устройство для определения теплопроводности твердых тел методом стационарного

теплового .потока, содержащее нагреватель, термопары, холодильник, изолирующую прокладку и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, между нагревателем и холодильНИКОМ расположен образец и отделен от них калиброванными шариковыми опорами.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве опор использованы спаи термопар.