Устройство для определения теплофизических характеристик материалов конструкций Советский патент 1982 года по МПК G01N25/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ КОНСТРУКЦИЙ

1

Изобретение относится к определению теплофизических характеристик (теплопроводности, температуропроводности , теплоемкости) капиллярнопористых влажных материалов строительных конструкций.

Известны устройства для определения теплофизических характеристик материалов, содержащие плоский нагреватель, датчик температуры, эталонное тело, источник нагрева и измерительное устройство для регистрации температуры 1 .

Недостатком этих устройств является необходимость расположения датчика температуры внутри материала конструкции, что не позволяет определить искомые характеристики без нарушения целостности материала конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения теплофизических характеристик материалов конструкций, которое кроме плоского нагревателя с датчиком температуры, помещенного в плоскости нагревателя, эталонного тела, источника нагрева и измерительного устройства для регистрации температуры, снабжено дополнительным плоским электродом, расположенным компланарно с нагревателем, служащим одновременно вторым электродом, который совместно с дополнительным электродом образует емкостный датчик объемной влажное10ти 21.

Однако устройство не позволяет определять теплофизические характеристики материалов конструкций неразрушающим способом при наличии в ней

15 облицовочного слоя.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения тепло20физических характеристик материалов конструкций, содержащее плоский нагреватель с датчиком температуры, помещенным в плоскости нагревателя, наружныи электрод, расположенный комп с нагревателем, служащим одно временно внутренним электродом, которые совместно образуют емкостный датчик объемной влажности подключе ный к измерителю емкости, источник нагрева и регистратор температуры, снабжено дополнительным плоским кол цевым электродом, расположенным меж внутренним и наружным электродами емкостного датчика так, чтоврасстоя ние между средними окружностями наружного и дополнительного электродо соизмеримо с толщиной отделочного с материала и относится к расстоянию между средней окружностью наружного электрода так же, как толщина отде очного слоя к общей толщине материала конструкции, причем все элект роды емкостного датчика одновременно служат элементами нагревателя, имеющими равное электрическое сопро тивление на единицу площади. Кроме того, устройство снабжено многоканальным переключателем, соединенным с элементами нагревателя и источником нагрева. На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - пример конструктивного выполнения электродно-нагревательной системы. Устройство содержит внутренний (высокопотенциальный) электрод 1, дополнительный (высокопотенциальный) электрод 2 и наружный (низкопотенциальный) электрод 3 образующ трехэлектродный емкостный датчик влажности и одновременно служащие элементами нагревателя, на одном из которых установлен датчик температуры (термопара). Электроды емкостного датчика (элементы нагреват ля) укреплены на основании 5 являющемся эталонным телом, и соединены с измерителем 6 емкости и одновреме но через многоканальный переключатель 7 с источником 8 импульсного нагрева. Датчик температуры соедине с измерителем 9 температуры. Для определения теплофизических характеристик электродно-нагревател ная система устройства приводится в соприксе новение с поверхностью иссл дуемой конструкции. Устройство работает следующим об разом. В исходном состоянии переключатель 7 установлен в положение нагрев. При включении источника 8 импульсного нагрева, тепловой импульс поступает на элементы нагревателя 1-3; соединенные последовательно, и передается поверхности исследуемой конструкции. Так как элементы нагревателя выполнены таким образом, что они имеют равное электрическое сопротивление на единицу площади, то удельный тепловой поток по всей рабочей поверхности электродно-нагревательной системы имеет одну и ту же величину. После подачи теплового импульса переключатель 7 устанавливают в положение измерение. При этом от элементов нагревателя отключены соединительные линии, связывающие их между собой и с источником нагрева, а электроды 1-3 подключены к измерителю 6 емкости, показания которого пропорциональны объемной влажности материала конструкции. Регистрация температуры нагревателя производится непрерывно или дискретно по показаниям измерителя 9 температуры, к которому подключен датчик А температуры. Предлагаемое устройство находит широкое применение в производственном контроле качества готовых изделий на предприятиях стройиндустрии и при натурных исследованиях ограждающих конструкций зданий и сооружений. Формула изобретения 1, Устройство для определения теплофизических xapaKj-еристик материалов конструкций, содержащее плоский нагреватель с датчиком температуры, помещенным в плоскости нагревателя, наружный электрод, расположенный компланарно с нагревателем, служащим одновременно внутренним электродом, которые совместно образуют емкостный датчик объемной влажности, подключенный к измерителю емкости, источник нагрева и регистратор температуры, о тличающееся тем, что, с целью расширени функциональных возможностей, оно снабжено дополнительным плоским кольцевым электродом, расположенным между внутренним и наружным электродами емко стного датчика так, что расстояние между средними окружностями наружного и дополнительного электродов соизмеримо с толщиной отдел 5чцого слоя материала и относится к расстоянию между средней окружностью

наружного электрода так же, как толщина отделочного слоя к общей толщине материала конструкции, причем все электроды емкостного датчика одновременно служат элементами нагревателя, имеющими равное электрическое сопротивление на единицу площади. ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Дмитрович А.Д. Определение теплфизических свойств строительных материалов, М., Стройиздат, 19бЗ, с. 91 108.

2.Авторское свидетельство СССР № 800846, кл. G 01 N 25/18, 1979 (прототип).