Вычислительное устройство для дифференциального термического анализа Советский патент 1980 года по МПК G06G7/48 

1

Изобретение относится к области физической химии, а именно к технике калориметрических измерений методом дифференциального термического анализа (ДТА) по дифференциальным терми- 5 ческим кривым, и может быть использовано в лабораторной практике для вычисления теплоемкостей и энтальпий при взаимодействии с термоаналитической установкой.to

Известны вычислительные устройства для взаимодействия с термоаналитической установкой для целей автоматического вычисления энтальпий по дифференциальным термическим кривым tlJ.S

Это вычислительное устройство, представляет собой мини-ЭВМ ширркого назначения, запрограммированную для автоматического вычисления энтальпии в реальном масштабе времени по диф- 20 ференциальным терглическим кривым в ДТА..

Это устройство отличается излишней сложностью.

Наиболее близким по технической 25 сущности к предлагаемому является вычислительное устройство, которое содержит усилители постоянного тока, преобразующий узел, вход одного из усилителей соединен с термоаналити- JQ

ческой установкой, а преобразующий . узел состоит из универсального функционального преобразователя, вход которого -соединен с выходом другого усилителя .постоянного тока, а выход универсального функционального преобразователя - с первым входом множительно-делительного устройства 2}.

Указанное устройство не обеспечивает достаточную точность вычисления.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее усилители постоянного тока, входы которых подключены к дифферейциальному термочувствительному элементу, выход первого усилителя постоянного: тока через дифференцирующий блок и функциональный преобразователь подключен соответственно к первому и второму входам множительно-делительного блока, третий вход которого соединение выходом задатчика напряжения, выход множительно-делительного блока подключен ко входу интегратора, выход которого является выходом устройства, введены дополнительный функциональный преобразователь, множительный блок и блок вычитания, входы которого соединены с выходами второго усилителя постоянного тока и множительного блока, первый вход которого непосредственно подключен к выходу дифференцирующего блока, а второй вход через дополнительный функцйОнальный преобразователь соединен с выходом rtepBord усилителя постоянного тока, выход блока вычитания подключён к четвертому входу множительно-делительнот о блока. На чертеже изображена блок-схема вьгчислительного устройства с термоаналитической установкой. Вычислительное устройство содержит усилители 1,2 постоянного тока задатчик 3 напряжения, дифференцирую щий блок 4, множительно-делительный блок 5, функциональный прёобрЖователь б, интегратор 7, блок 8 вычитания, дополнительный функциональный преобразователь .9, множительный блок lO, дифференциальный термочувствител ный элемент 11. В качестве термоинертного веществ используется атмосфера печного пространства. Перед началом работы вы ислитель. нрго устройства отдельно производитс настройка характеристики функциональ ного преобразователя 9 на аппроксимированную зависимбсть коэффициента теплообмена от текущей температуры, а также с помощью задатчика 3 . ся напряжение,пропорциональное массе об;разца. Кроме того, также отдельно производится настройка функционального преобразователя б на аппроксимированную зависимость по табличным данным, получаемым с диффёрёнЦйальной термической кривой при пустых тиглях и содержащим величины отклоне ний дифференциальной кривой от нулевой линии обратно пропорциональной скорости нагрева в функции текущей температуры нагрева, Устройство работает следующим образом. Усиленный усилителем 2 сигнал с термочувствительного элемента 11 тер моаналитической установки, пропорциональный текущей температуре нагре ва, поступает на входы дифференцирую щего блока 4 и функционального преоб разрвателя б, на выходе которых соот ветственно возникают сигналы, пропорциональные скорости нагрева и коэ фициенту теплообмена образца в функции текущей температуры нагрева. Эти сигналы поступают затем на входы мнржительно-делительного блока 5. Одновременно сигнал, пропорциональны скорости нагрева, умножается в множи тельном блоке 10 на сигнал, полученный на выходе функционального преобразователя 6, в результате подачи на его вход усиленного усилителем 2 сиг нала, пропорционального текущей температуре нагрева. Сигнал на выходе функционального преобразователя 6 воспроизводит информацию о теплообменных свойствах промежутка нагревательный элемент - дифференциальный термочувствительный элемент в функции температуры при опыте с пустыми тиглями, а при умножении этого сигнала на величину, пропорциональную скорости наГрева, на выходе множительного блока 10 возникает.сигнал, пропорциональный такому отклонению дифференциальной кривой от нулевой линии, которое бы наблюдалось, -если бы эксперимент с пустыми тиглями производился п1Ьи скорости нагрева, равной той, при которой производится текущийнагрев. Сигнал с выхода множительного блока10 вычитается в блоке 8 вычитания из усиленного сигнала, поступившего с выхода усилителя 1, который пропорционален отклонению дифференциальной термической кривой от нулевой линии и характеризует теплофизические и калориметрические свойства исследуемого вещества. В результате на выходе блока 8 вычитания возникает сигнал, в котором Учтена тепловая несимметрия ячеек. Этот сигнал поступает на знакопеременный вход ±х блока 5, который реализует зависимость вида R ±х § р, После осуществления множительн оделительных операций нгш с игналгили на выходе блока 5 возникает напряжение, пропорциональное теплоемкости, а после интегрирования его интегратором - напряжение, пропорциональное энтальпии исследуемдго вещества в функции текущей температуры нагрева. Таким образом, в вычисли-. тельном устройстве автоматически учитывается тепловая несимметрия ячеек, что значительно повышает оперативность, точность, упрощает эксплуатацию вычислительного устрой- . ства, предназначенного для определения теплоемкости и этальпии исследуе йых веществ. Формула изобретения Вычислительное устройство для дифференциального термического анализа, содержсицее усилители постоянного тока, входы которых подключены к дифференциальному термочувствительному элементу, выход первого усилителя постоянного тока через дифференцирующий блок и функциональный преобразователь подключег} соответственйЪ к первому и второму входам множительно-делительного блока, третий вход которого соединен с выходом задатчика напряжения, выход множительно-делитёльного блока подключен ко входу интегратора, выход которого

является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительный функциональный преобразователь, множительный блок и блок вычитания, входа которого соединены соответственно с выхбдами второго усилителя постоянного тока и множительного блока, перв вход которого непосредственно подключен к выходу дифферен1Ц1рзлющегЬ блока, а второй вход через дополнительный функциональный преобразователь соединен с выходом первого

усилителя постоянного тока, выход блока вычитания подключен к четвертому входу множительио-делительного блока.

Источники информации, принятые во вним:аниё Лри экспертизе

1.Carpenter D., Wendlandt W.W. Use of a programable calkulator for on-line interaction with a differential analysis system. Thermochimica Ackta, 1974, 8, 1-2, 3-13.

. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2407399/ 18-24, кл. G 06 G 7/48, 1976.