Способ определения коэффициента термо-ЭДС минералов Советский патент 1983 года по МПК G01R19/24 

.-1

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при контроле термоэлектрических свойств твердых тел, в частности минералов, в процессе их диагностики в естественной вкрапленности в руде. Известен способ определения коэффициента термо-ЭДС минералов путем измерения термо-ЭДС с помощью разнонагретых зяект-родов,. контактирующих с исследуемым образцом, и разности температуру между ними с последующим вычислением отношения двух измеренных величин 1.

Недостаток данного способа в низкой точности, обусловленной неконтролируемым изменением разности температур между электрода ми. Это изменение наблюдается при переходе от одного исследуемого образца к другому, а также во время осуществления измерительного процесса для одного и того же минерала. Кроме того весьма значительна продолжительность практической реализации способа.

Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому изобретению является способ

определения коэффициента термо-ЭДС, заключающийся в измерении термо-ЭДС с помощью разнОНагретых электродов, контактирующих с исследуемым образцом, косвенной оценке разности температур между электродами и вычисления отношения измеренной термо-ЭДС к выявленной. разности температур. В этом способе имеют место, в частности, определение величины, характеризующей тепловые свойства исследуемого образца с п1Н1менением дополиитёльного датчика, идентификация по этим

to свойствам образца путем сравнения с некоторой зоной эталонного образца, характеризующегося одинаковыми значениями коэффициента термо-ЭДС в различных зонах, и фикса15ция для найденной зоны разности температур, развивающ ся на электродах термопары (2. Недостатки известного способа также связаны с невысокой точностью и существенной .продолжительностью практической реализации.

20 Неконтролируемая систематическая погрешность вызьтается тем, что разность температур между электродами выявляется термопарой при помощи эталонного образца с неизвестной

температурной зависимостью теплофизических свойств, которые к тому же при различных температурах измерения могут не совпадать со свойствами исследуемого минерала, а: также тем, что необходимые для использования зоны на эталонном образце фиксируются недостаточно четко. Повышенное же время осуществления известного способа объясняется выполнением целого ряда вспомогательных операций с эталонным образцом.

Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента термо-ЭДС и снижение длительности подобного измерительного . процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения коэффициента термо ЭДС минералов, заключающемуся в измерении термо ЭДС с помощью разнонагретых электродов, контактирующих с исследуемым образцом, оценке разности температур между электродами и вычислении отношения измеренной термо-ЭДС к выявленной разности температур , оценку последней производят одновременно с измерением термоЭДС путем фиксации аналогичной разности температур в зоне, расположенной вблизи измерения термо-ЭДС и противоположной относительно точки нагрева исследуемого образна.

Предложенный способ определения коэффициента термо ЭДС минералов реализуется трехзондовым (трехэлектродным) устройством.

На чертеже представлена схема расположения зондов (электродов) трехзондового (трехэлектродного) устройства.

Центральный зонд 1, являющийся нагревательным, создает вокруг себя в минерале тепловое поле, два других зонда 2 и 3, расположенные диаметрально противоположно и симметрично относительно нагревательного зонда 1, образуют с ним две пары измерительных электродов 1-2 и 1-3, первой из которых измеряют разность температур, а второй - величину ,термо ЭДС. Все три зонда Изготовлены из одинакового материала концы их заточены электролитически при одинаковых режимах, что обеспечивает одинаковую геометрию контактных зон при установке их на исследуемом образце. Для сохранения симметрии теплового поля и повышения точности измерения зонды 2 и 3 выполнены идентичными по теплофиэическим свойствам. Измерительный зонд 3 конструктивно выполнен таким образом, что сопротивление его изоляции по отношению к корпусу не менее, чем на два порядка выше сопротивления самого высокоомного минерала, обладающего практически измеряемыми термоэлектрическими свойствами, а для измерения термо-ЭДС предполагается

использовать высокоомный электрометричес кий прибор с высоким входным сопротивле НИН исследуемого минерала).

. Между зондом 1 и двумя другими зонда5 ми 2 и 3 возникает одинаковая разность температур,, которая измеряется дифференциальной термопарой, встроенной в концы зондов 1 и 2, что обеспечивает измерение истинной разности температур с высокой точностью,

0 ограниченной лишь точностью применяемых приборов.

В силу симметрии расположения зондов 2 и 3 по отношению к нагревательному зонду 1 разности температур, возникающие между зон5 Дами 1-2 и зондами 1-3, являются одинаковыми, вследствие чего зафиксированная разность температур между зондами 1-2 аналогична искомой разности температур между зондами 1-3, которые измеряют одновремен0 но термо-ЭДС исследуемого образца. Коэффициент термо-ЭДС определяют в конечном счете путем вычисления отношения измеренной термо ЭДС к выявленной разности температур.

5В предложенном способе благодаря трехточечной схеме измерения с симметричным расположением электродов относительно нагревательного зонда электрические цепи измерения температуры и термо-ЭДС развязаны,

что позволяет .сделать сопротивление изоляции измерительного зонда сколь угодно большим и тем, самым снять ограничения на пределы величины сопротивления исследуемых минералов.

Повышенная точность способа достигается уменьшением ошибки в оценке температуры в зоне измерения,, которая в данном случае не превышает 0,1%. Длительность измерительного процесса соответствует примерно 5 с.

Предложенный способ обеспечивает также увеличенную локальность измерений, которая приближается к 0,03 мм.

Формула изобре те н и я

Способ определения коэффициента термоЭДС минералов, заключающийся в измерении термо-ЭДС с помощью разнонагретых электродов, контактирующих с исследуемым образцом, оценке разности температур между электродами и вычислении отношения измеренной термо-ЭДС к выявленной разности температур, отличающи.йся тем,

что, с целью повышения точности и снижения длительности измерительного процесса, оценку искомой разности температур производят одновременно с измерением термо-ЭДС

5 :996948

путём фиксации аналогичной разности темпе | : ратур в зоне, расположенной вблизи эоны. измерения термо-ЭДС и противоположной относительно точки нагрева исследуемого образца.5

Источники инфррмафш, принятые во внимание при Жспертизе

1. Стецшко Н. С. я др. Иэучешк термсь электрических свойств рудных мийершов под микроскопом. -Минералошческий dSopник Львовского университета. Львов, 1974, N 28, вып. 1, с. 31-39.

2. Авторское свидетельство. СССР N 490032, кл. G 01 R 19/24, 1974.