Устройство для измерения энергии механохимических превращений Советский патент 1982 года по МПК G01K17/00 G01N11/00 

I

Изобретение относится к области нехаио)а1мических исследований и может быть использовано для измерения энергии механохимических превращений и реологических параметров веществ. Изобретение может быть также использовано для изучения кинетики физикохимических процессов в деформируемых веществах по тепловыделению и изменению реологических параметров.

Известно устройство для измерения теплового потока происходящего физико-химического процесса, содержащее термостат, калориметрическую ячейку с измерительной и компенсационной батареями, систему измерения и регистрации теплового потока ГО

Однако устройство не позволяет измерять тепловые потоки в деформируемом веществе, так как не снабжено системой для задания и контроля деформации.

Известно также устройство для измерения реологических параметров.

имеющее термостатированный рабочий узел в виде соосных цилиндров с приводом, датчиками момента (силы) и скорости 23.

Однако оно не дает возможности одновременно измерять изменение энергии (мощности) в исследуемом веществе.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее рабочий узел в виде внутреннего и наружного соосных цилиндров, устройство для деформирования, измеритель усилия, термометрический блок в виде столбика термобатарей и тёрмостатирующее устройство С ЗНедостатком известного устройства является низкая точность определения энергии механохимических превращений: она может быть выделена только расчетом при обработке диаграммы суммарного теплового эффекта и диаграмм момента и скорости деформирования. Цель изобретения - повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения энергии механохимических превращений, содержащее размещенный в термостате рабочий узел в виде наружного и внут реннего соосных цилиндров с приводом датчик скорости деформирования, блок для определения теплового эффекта и блок измерения, снабжено датчиком мо мента, блоком умножения и суммирующим усилителем, а блок для определения теплового эффекта выполнен в ;виде калориметрической ячейки с измерительной и компенсационной батареями, расположенными вокруг наружного цилиндра, причем датчик момента и датчик скорости деформирования, связаны через блок умножения и суммирующий усилитель с компенсацио ной батареей, с которой через блок измерения и суммирующий усилитель связана измерительная батарея. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит рабочий, узел в виде соосных наружного 1 и внутреннего 2 цилиндров, 1эбразующих рабочий зазор с приводом 3. Цилиндры 1 и 2 расположены в кало риметрической ячейке k с термоэлек.трическими измерительной 5 и компенсационной 6 батареями и помещены в термостат 7. Привод 3 связан с цилиндрами 1 и 2 через датчики момента, 8 и скорости 9. Выход каждого датчика связан с одним из входов блока 10 умножения ис системой-11 . измерения и регистрации реологических параметров. Выход.блока 10 умножения связан с одним из входов сум мирующего усилителя 12, который другим входом связан с блоком 13 измере ния, которьй связан с измерительной батареей 5. Выход суммирующего усилителя 12 связан с компенсационной батареей 6, предназначенной для компенсации выделяющегося или поглощающегося тепла. Устройство работает следующим образом. Исследуемое вещество помещается в зазор между цилиндрами 1 и 2 и тер мостатируется термостатом 7. Затем с помощью привода 3 производится необходимый вид (сдвиговая статистическая, сдвиговая периодическая и т.д.)деформации , вещества, в результате чего в веществе происходят механохимические превращения и выделяется тепло. Одновременно на датчиках момента 8 и скорости 9 появляются сигналы, ког торые подаются на блок 10 умножения, где вырабатывается компенсационный сигнал, пропорциональный мощности деформирования. и подается через суммирующий усилитель 12 на компенсационную батарею 6. Если в результате механохимических превращений веществом поглощается или выделяется энергия, то на измерительной батарее 5 появляется сигнал, пропорциональный этой энергии. Этот . сигнал подается на блок 13 измерения, где вырабатывается компенсационный сигнал, который подается через суммирующий усилитель 12 на компенсационную батарею 6. Одновременно блок 13 регистрирует поглощенную или выделившуюся в веществе энергию, а система 11 - момент и скорость деформирования. Расчет точности измерения мощности исследуемого процесса. 1. Коэффициент К-/мощность деформирования/мощность/тепловой поток/ ме5санохимических превращений/. Точность регистрации теплово1го потока wy,3. Точность регистрации момента 1,5%. Точность регистрации скорости 5.Точность определения энергии еханохимических превращений в известном устройстве (Г;;«4(кц-1)-((С(Г)к « (Гт((Г - Г|;Ч)К 0,)% 6.Точность, измерения момента в предлагаемом устройстве dj} 1. 7.Точность измерения скорости IB предлагаемом устройстве 0,1%. 8.Точность умножения rfuj, 0,1% 9.Точность сложения dcA - 0,1%.. 10.Точность определения энергии механохи.кических превращений в предлагаемом устройстве п- tfcM C-i; ЛК) /о Результаты расчета точности приведены -6 таблице