Способ измерения теплопроводности и теплового потока и устройство для его осуществления Советский патент 1978 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к области теплофиэических измерений и служит для определения теплопроводности материалов и градуировки тепломеров путем.реализации методов, при которых необходимо знать плотность потока тепла. Известны способы определения теплового потока за счет контатирования источника теплового потока с термоэлектрической батареей, работающей в режиме охлаждения 13« Известны также устройства йля градуировки тепломеров, содержащие центральный нагреватель, 1измерители перепада температуры в радиальном и осевом направлении, а также боков и нижний охранные нагреватели 2 J. Эти устройства Малопроизводительны, так как не позволяют размещать исследуекшае образцы материала или градуируемые теплЬмеры по обе стороны от центрального нагревателя и сложны в -изготовлении, поскольку точность их работы, существенно зависит от точности поддержания нулевого градиента температуры между охранными и центральным нагревателя ми. Наиболее близким техническим решением к изобретению является спосое5 и устройство заключающиеся в том, что идентичные образцы исследуемого материала или градуируемые тепломеры размещают по обе стороны от плоского злектронагревателя, теплоотвод от которого считают симметричным, а перепад температуры в образцах нзмеряют Гз1 Однако распространение одинакоОднако рас вого количества тепла в обе стороны от электронагревателя выполняется неточноиз-за фактического неравенства термических сопротивлений слоев, пересекаемых тепловыми потоками. Цель изобретения - повышение точности проводимых измерений за счет более точного уравнивания теплоотвода от плоского электронагревателя. Достигается это тем, что уравнивают тепловые потоки путем изменения соотношения термических сопротивлений между источником тепла и образцами. При этом источник тепла выполнен в виде чередующихся электропроводящих и теплоизолирующих слоев, а электропроводящите слои соединены с источником тока через дополнительно введенный коммутатор.

На чертеже дана схема устройства для осуществления способа.

Устройство состоит из электронагревателя 1, включающего в себя электропроводящие слои и теплоизолирующие слои индикаторов теплового потока 4 (например, термобатарей), регулирующего потенциометра 5, коммутатора 6 и источника тока 7. Индикаторы теплового потока 4 соединены с регулирующим потенциометром 5, управляющим включением через коюлу татор 6 того или иного электропроводящего слоя 2.

Процедура уравнивания твпловы потоков и проведения измерениТ эаклю чается в следующем. После установки образцов материала В и включения электронагревателя 1 в сеть в начальный момент времени питание по)Дается :на средний электропроводящий:слой 2.

При этом йверх и вниз развиваются тепловые потоки tt,и . Если термическое сопротивление всех слоев, пересекаемых потоком окажется, например, меньшим, чем сопротивление всех слоев пересекаемых потоком/уг , то величина потока у окажется больше, чем g. В эхом случае регулирующий потенциометр 5, получив соответствующий сигнал от индикаторов тепловых потоков 4, путем перемещения каретки с подвижным контактом 9 отключает от источника питания средний электропроводящий слой 2 и подключает соседний снизу и .так алее, пока jf| не станет равным Ij ние и включение электропроводящих слоев 2 осуществляется коммутатором б через рабочие контакты реле 10. В случае, если в начальный момент окажется меньше, чем 2. о переключение электропроводящих слоев 2 происходит в противоположную сторону. Таким образом, необходимость в идентичности теплофизических свойс1гв образцов материала или тепломеров 8, располагаемых по обе стоЕЮны от электронагревателя 1, отпадает, а точность измерений повышается.

Использование изобретения позволяет добиться поддержания равенству потоков тепла от электронагревателя, а следовательно и знания их абсолютного значения, с погрешностью не более 1%.

Теплопроводность образцов материала определяется по ее известной эависювости от плотности потока тепла , перепада температу1яя в образце и его толщины.

Формула изобретения

1. Способ измерения теплопроводности и теплового потока, состоящий

в регистрации соотношения тепловых потоков, проходяищх через два образца от общего источника теила, расположенного между ними, о т ли ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности, уравнивают т ёпловые потоки путем изменения соотношения термичеркихсопротивлений между иссточникс 1 тепла и образцами.

2. Устройство для осуществления

способа по п.1, содержащее электронагреватель, индикаторвы теплового потока, -расположенные по обе стороны от электронагреЕ1ателя, и источник тока, от л и ч а К) щ ее с я

тем, что, с целью повьвцения точности, электронагрееатель выполнен в виде пакета чередующихся электропроводящих и теплоизолирующих слоев, причем электропроводящие слои соединёныс источником тока через дополнительно введенный коммутатор.

Источники инфо|рмации, приияСтые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР 374532, (S 01 W 25/32, 09.03.71. : 2. Авторское свидетельство СССР 489027, Q 01 А/25/20, 11.10.74.

3. MethQde de to ,ae chaude gorcjee OW2C eehantilfons , Hf, Ш-ОИ ,.