Устройство для измерения температурфАзОВыХ пЕРЕХОдОВ ВЕщЕСТВ Советский патент 1981 года по МПК G01N25/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ ВЕЩЕСТВ Изобретение относится к физическ методам испытаний с применением теп вых средств, в частности к способам определения критических температур веществ. Известно устройство для измерения температур кристаяпизаивии, вклю чающее кювету для исследуемого ваце ства, источник нагрева, обеспечивающий распределение температур вдо кюветы, и измерительный преобразова тель температуры вещества, устанавливаемый на границе разъема фаз в кювете р.. Недостаток известного устройства - малая точность измерения, обус ло ленная ошибкой в визуальнсм обна ружении границы фаз. Известно также устройство для определения температуры застывания нефтепродуктов, включающее; кювету для исследуемого вещества, источник регулируемого нагрева, и мешалку, размещенную в кювете, Мшиалка соединена с приводом и при застывании нефтепродукта она останавливается, отмечая момент, когда температура вещества соответствует искомой С2.. Однако точность такого устройства ограничена из-за больиюго температурного порога остановки мешалки. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения температур фазовых переходов вещества, преимущественно температур згимерзания жидкостей, содержащее термостатируешлй корпус и камеру, соединенные термоэлектрическим холодильником, капсу.пу для исследуемого вещества, размещенную с зазором внутри камеры, и измерительный преобразователь температуры вещества{з. Недостатки указанного устройства состоят в длительности процесса измерения, .обусловленной тепловой инерционностью из-за наличия теплового сопротивления между камерой и капсулой, ограничения точности измерения температуры вследствие значительных температурных различий камеры и капсулы, что лимитирует возможность приближения вещества в двухфазном состоянии к термодинамически равновесному состоянию и тем самым дает определенную температурную погрешность. Цель изобретения - сокращение времени измерения и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем что в зазоре между камерой и капсулой дополнительно установлена термоэлектрическая батарея, подключенная к регулируемому источнику постоянног электрического тока.

Термоэлектрическая батарея, работая как холодильник, обеспечивает охлаждение капсулы не за счет преодоления теплового сопротивления между капсулой и .корпусом под йлиянием температурного напора в системе, а за счет расхода электрической энергии. Вследствие этого сокращается длительность эксперимента. Пооле наступления процесса фазового превращения термоэлектрическая батарея отключается и теплоотвод осуществляется через тепловое сопротивление как и в известном устройстве/но с минимальным Температурным переходом. При этом повышается точность измерения температуры фазового превращения за счет того., что вещество в двухфазном состоянии оказывается весьма близко к термодинамически равновесному состоянию; креме того, период пребывания вещества в этом состоянии увеличивается.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Капсула 1 с помещенным в ней измерительным преобразователем 2 температуры установлена в камеру 3. К нружным стенкам камеры примыкают охлаждающие термоэлектрические батареи 4, контактирующие горячими спаями с термостатируемым корпусом 5. В зазоре между внутренними стенками камеры и капсулой находится термоэлектрическая батарея б, которая имеет тепловой контакт одних спаев с камерой, а других- с капсулой. Термоэлектрическая батарея 6 подключена к источнику 7 постоянного электрического тока, величина тока варьируется регулятором 8.

Работа регулятора осуществляется от датчика температуры, в качестве которого может быть использован преобразователь 2 температуры или специальный датчик 9 температуры, находящийся в тепловом контакте со стенками капсулы 1.

Устройство работает следующим образом.

Термоэлектрические батареи 4 обеспечивают поддержание температуры на стенках камеры 3, близкой к ожидаемой криоскопической. На термоэлектрическую батарею б от источника 7 постоянного тока подается напряжение в такой полярности, чтобы капсула 1 дополнительно охлаждалась до

температуры спонтанной кристаллизации жидкости, заполняющей капсулу. В момент начала кристаллизации датчик 9 температуры дает команду регулятору 8 выключить напряжение, подаваемое на термоэлектрическую батарею 6 от источника 7 постоянного тока. С этого времени термоэлектрическая батарея 6 превращается в пассивный тепловой мост между капсулой

1 и камерой 3. Процесс измерения протекает в условиях, когда капсула 1 окружена средой с температурой, близкой к точке кристаллизации.

Таким образом, благодаря контакту стенок капсулы и камеры посредством

термоэлектрической батареи охлажде.ние капсулы до температуры кристаллизации Ьроисходит значительно быстрее. В момент начала кристаллизации, термоэлектрическая батарея между капсулой

и камерой отключается и в устройстве исчезает источник низкой температуры, внзывакнцей погрешность измерения - занижение температуры кристаллизации. Кроме того, близость точни кристаллизации к температуре камеры позволяет весьма долго сохранять начальное соотношение фаз в капсуле, т.е. обеспечивается условие более точного измерения, поскольку

нет ограничения во времени непосредственного измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения температур фазовых переходов веществ, преимущественно температур замерзания жидкостей, содержащее термостатируе0 мый корпус и камеру, соединенные термоэлектрическим холодильником, капсулу для исследуемого вещества, размещенную с зазором внутри камеры, и измерительный преобразователь

к температуры вещества, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерения и повышения точности, в з.азоре между камерой и капсулой дополнительно установлена термоэлА трическая батарея, подключенная к дополнительно введенному регулируемому источнику постойнного электрического тока.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

5 1. Авторское свидетельство СССР № 92147, кл. G 01 N 25/12, 1950.

2.Автсчрское свидетельство СССР 127518, кл. G 01 N 25/06, 1959.

3.Миллиосмометр. Каталог фирмы Кнауерик, Западный Берлин.