Способ определения коэффициента температуропроводности жидкости и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК G01N25/18 

такое устройство имеет низкую точность,

Ближайшим техническим решением является способ определения коэффициента температуропроводности путем воздействия на вертикальный теплоизолированный столб жидкости потоком тепла, направленного сверху вниз,-измерения температуры нагреватели и температуры на границе теплоприемни|Ка и жидкости, измерения двух промежутков времени, соответствуклцих двум заданным измерениям разности указанных температур 2.

Искомый параметр определяется по формуле:

h

(1), рд-гг

h высота столба жидкости,

где Д С - промежуток времени, соответствующий заданному изменению разности между температурой нагревателя и температурой на границе теплообменника и жид кости,

безразмерный параметр,

Р определяемый по таблицам Недостатком данного способа является его сложность, так как в формуле по которой определяется коэффициент температуропроводности, имеется параметр, определяемый по таблицам. То есть для определения искомого параметра необходимо, измерив два промежутка времени, по их отношению найти необходимую таблицу, по которой определяется безразмерный параметр р, и только затем коэффициент температуропроводности определяется из формулы (1).

Таким образом,способ практически исключает автоматическое определение коэффициента температуропроводности.

Известное устройство для осуществления способа-прототипа содержит вертикальный теплоизолированный канал, нагреватель, помещённый вверху канала, дифференциальную термопару, один спай которой находится в нагревателе , а другой на границе жидкости итеплоприемника /гальванометр, соединенный с дифференциальной термопарой, электронные секундомеры, ляемые гальванометром. Коэффициент температуропроводности определяется по формуле и при помсвди таблиц.

Недостатком данного устройства является сложность определения коэффициента температуропройодности.

Цель изобретения является упрощение определения коэффициента температуропроводности .

Поставленная цель достигается тем что измеряйт интегральную температуру жидкости трех участков, козффициент температуропроводности определяют по формуле:

(2)

« з2 г-1т;:т;;т;у5т

т ; т - интегральная

где

температу ра жидкости крайних.

участков;

интегральная температура жидкости среднего участка, At - приращение температуры

жидкости за время интегрирования;

L - длина столба жидкости, С - время, измерения , причем длины крайних участков равны (О,25±0,05)U длина среднего участка (О,5+0,О5)U, а температуру измеряют посередине столба жидкости; а в устройство дополнительно введены ключ, интегратор, преобразователь термоэдс, три термобатареи, которые расположены по длине канала, причем два расположенных термоэлектрода крайних термобатарей соединены со входом преобразователя теомоэдс, два други термоэлектрода соединены с однородными термоэлектродами средней термобатареи, а выход преобразователя соединен с интегратором через ключ, второй вход которого соединен с измерителем температуры.

На чертеже представлена схема устройства.

-Устройство включает в себя вертикальный теплоизолированный канал 1;,

о 35 нагреватель 2, датчик температуры 3, три термобатареи 5-7, ключ 9, который управляется измерителем температуры 4, интегратор 10, который подключен через ключ 9 к выходу пре- обтэазователя 8. Термобатареи соединены между собой таким образом, чтобы термоэдс крайних термобатарей 5 и 7 вычитались из термоэдс средней 6. Терультирующий сигнал подается на вход преобразователя термоэдс 8. Длины участков, на которых расположены крайние термобатареи, равны . 0,25 L, а длина среднего участка 0,5Ь, где L. - общая длина на которой установлены термобатареи.

При достижении заданной температуры, измеряемой датчиком 3, установленным на расстоянии 0,5i, и измерителем температуры 4, открывается ключ 9.

Результирующая термоэдс термобатареи 5-7 подается через преобразователь 9 на индикатор 10. Интегрирование происходит до тех пор, пока температура в точке 0,5L не достигает фиксированного значения. После этого ключ 9 закрывается. Полученный сигнал на интеграторе пропорционален коэффициенту температуропроводности .

Коэффициент температуропроводности определяется при помощи простых

операций, таких как измерение температуры жидкости в заданной точке и измерение интегральной температуры жидкости трех участков заданной длины, и по формуле, которая может быть реализована при помощи интегратора управляемого измерителем температуры При этом отсутствует необходимость в использовании таблиц.

Кроме того, способ и устройство обладают высокой точностью. При измерении интегральной температуры при помощи термобатареи погрешность, вносимая каждой термопарой, усредняется, а также увеличивается амплитуда выходного сигнала, т.е. увеличивается отношение полезного сигнала к случайной погрешности, уменьшаются случайные погрешности при интегрировании по времени.

Изобретение позволяет создать простой автоматический анализатор жидкости, обладающий высокой точностью. 1 формула изобретения

1. Способ определения коэффициента температуропроводности жидкости путем воздействия на вертикальный теплоизолированный столб жидкости потоком тепла, направленного сверху вниз и измерения температуры в эаданной точке столба жидкости, отличающийся тем, что, с целью упрощения определения, измеряют интегральную температуру жидкости трех участков столба и коэффициент температуропроводности определяют по формуле. I- At,

32-fTf;: f;;b5dt

где Т, , Tj. - интегральная темпераЧ тура жидкости крайних участков столба;

интегральная температура жидкости среднего участка столба; Д-Ь- приращение температуры за время интегрирю,вания;

L- длина столба жидкости/

2.Способ ПОП.1, отличающий с я тем, что длины крайних участков равны (0,,25)1., среднего - (0,5;0,005) U , а температуру

измеряют посередине столба жидкости.

3.Устройство для осуществления способа по ПП.1 и 2, содержащее вертикальный теплоизоляционный канал, нагреватель, расположенный вверху,

5 канала, датчик температуры, соединенный с измерителем температуры, о тличающееся тем, что, с целью упрощения измерения, в него дополнительно введены ключ, индикатор,

0 преобразователь термоэдс, три термобатареи, расположенные по длине канала, причем два разнородных термот электрода крайних термобатарей соединены со входом преобразователя тер5 моэдс, два других термоэлект ; ода соединены с однородными тегмоэлек-тродами средней термобатареи, а выход преобразователя соединен с интегратором через ключ, второй вход которого соединен с измерителем температуры.

. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 5 № 560172, кл. G01 N 25/18, 1976.

2.Волькенштейн B.C. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материалов. Л., Энергия, 1971, с.54-60, 68-70,(прототип).