Способ измерения теплового потока Советский патент 1979 года по МПК G01K17/06 

I

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для измерения теплового потока преимущественно в криоинструментах.

Известен способ измерения теплового потока в криоинструменте с использованием датчика теплового потока 1.

Недостатком известного способа является низкая точность измерения, обусловленная тем, что датчик теплового потока расположён в зоне контакта криоинструмента с тканью и служит дополнительным термическим сопротивлением.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ измерения тепловых потоков в криоинструменте, заключающийся , в получении тарировочной зависимости омического сопротивления датчика при различных значениях тарировочных тепловых потоков 2. Датчик по известному способу устанавливают на рабочую поверхность криоинструмента, одновременно измеряют температуру поверхности датчика, а тепловой поток вычисляют по результатам измерений изменения омического сопротивления датчика.

Известный способ имеет низкую точность измерения вследствие того, что датчик, расположенный на пути теплового потока, вызывает повыщение температуры криовоздействия. Кроме того, наличие датчика в зоне контакта криоинструмента с тканью вызывает ухудшение условий стерилизации.

Целью изобретения является повышение точности измерения теплового потока непосредственно в процессе криовоздействия.

Это достигается за счет того, что по предлагаемому способу измеряют скорость изменения сопротивления датчика, строят тарировочный график скорости изменения сопротивления датчика в зависимости от сопротивления датчика, измеряют сопротивление датчика и скорость изменения этого сопротивления при реальных тепловых воздействиях и определяют величину теплового потока, используя полученный тарировочный график.

На фиг. 1 показана схема устройства, реализующего описываемый способ; на фнг. 2 - кривые, поясняющие процесс измерения. Устройство, которое может быть использовано для реализации способа, содержит теплоизолированную емкость 1, датчик, выполненный в виде проволочного сопротивления, расположенного на внутренней поверхности емкости 2, тепловую трубу 3 с зоной конденсации 4 адсорбционный насос 5, транспортную зону тепловой трубы 6, наконечник 7, нагреватели 8, адиабатическую оболочку 9, измерительный трйбор 10, секундомер 11. Нагреватель 8 и адиабатическая оболочка 9 испльзуются для получения тароровочной зависимости. При заполнении измерительной емкоети 1 сжиженным газом, сопротивление датчика 2 уменьщается до минимальной величины, соответствующей ее полному заполнению. Под действием теплопритоков снижается уровень жидкости в емкости 1 и увеличивается омическое сопротивление датчика 2. Чем интенсивнее будет теплбприток, тем быстрее будетизменяться сопротивление. Согласно описываемому способу измеряют сопротивление датчика Ri, соответствующее полному заполнению емкости 1. Далее, непрерывно контролируя сопротивление датчика 2, отмечают сопротивление Ra соответствующее моменту полного испарения сжиженного газа в емкости. К наконечнику 7 крепят нагреватель 8, а сам наконечник с нагревателем помещают в адиабо тическую оболочку 9. На нагреватель 8 пода ют определенную мощность (например 1 Вт) и приводят запись скорости изменения сопротивления датчика емкости (AR/AtUM/c) и, одновременно, фиксацию сопротивления дат, чика емкости R (Ом). Проследив изменение Л R/At и R от минимального значения R (соответствующего полному заполнению емкости) до Rj, (соответствующего моменту испарения всего хладагента в емкости),наносят полученные результаты на тарировочную графическую зависимость (фиг. 2): по оси ординат откладывают изменение сопротивле.ния датчика емкости Л R/At (Ом/с) во времени, а по оси абсцисс-сопротивление R датчика 2 емкости. .Полученные результаты наносят в виде зависимостей на поле между указанными осями координат. Увеличивая или уменьшая последовательно мощность нагревателя наконечника и фиксируя каждый раз изменения Д R/Af в пределах от R до R, получают кривые, соответствующие теплопритокам на наконечнике 7 в зависимости от скорбсти изменения conpofHBления датчика емкости при каждом конкретном сопротивлении датчика емкости. В интересующий момент времени при реальном криовоздействйи замечают текущее сопротивление датчика,-а через некоторый промежуток времени - последующее значение сопротивлениядатчика. Находится отнощение AR/At (Ом/с). Далее используют тарировочную зависимость, на которой откладывают по оси абсцисс полное сопротивление емкости, соответствующее интересующему йас моменту времении проводят линию, параллельную оси ординат, а по оси ординат- величину (А R/A10,-И также проводят линию параллельно оси абсцисс. Точка пересечения а этих двух прямых будет находиться в области нанесенных тарировочных линий холодопроизводительности. Используя их, считывают величину тепловой мощности, отводимой инструментом в реальных условиях криовоздействия. Использование описываемого способа позволяет непосредственно и с больщой точностью определять холодопроизводительность криоинструмента при криовоздействйи на- биологические ткани. Кроме того, контроль сопротивления датчика позволяет следить за уровнем хладагента в емкости. Формула изобретения Способ измерения теплового потока преимущественно в криоинструменте, заключающийся в получении тарировочной зависимости омического сопротивления датчика при различных значениях тарировочных тепловых потоков, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения теплового потока, измеряют скорость изменения сопротивления датчика, строят тарировочный график скорости изменения сопротивления датчика в зависимости от сопротивления датчика, измеряют сопротивление датчика и скорость изм енения этого сопротивления при реальных тепловых воздействиях и определяют величину теплового потока, используя полученный тарировочный график. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 180982, кл. G 01 К 7/02, 1962. 2.Геращенко О. А. Основы теплометрии, Киев, «Наукова думка, 1971.