Калориметр Советский патент 1983 года по МПК G01K17/06 

t.

Изобретение отнрснтся к теплометрии, в частности к калориметрическим устройствам пля опрецеления тепловых эффектов в разт ичных физических,-химических или биологических процессах.

Известен калориметр, содержащий термоэлектрически анизотропную теплометрическую оболочку ij .

Оцнако изготовить это устройство достаточно малоине районным, обеспечиваю шим требуемую точность измерения, на практике не удается вследствие больших технологических трудностей получения анизотропной структуры.

Наиболее близким по технической сущ-, ности к изобретению является калориметр, содержащий размещенную межау корпусом и калориметрической камерой термоэлектрически анизотропную термометрическую оболочку в форме спирали 2 J .20

Однако известное устройство не облачает требуемой тошостью измерения изза низкой временной и температурной чувствительности материала анизотропной

оболочки, в качестве которой используе-рся полупроводниковый монокристалл, а также-, вследствие низкой чувствительности. Кроме того, конструкция оболочки не выдерживает тепловых ударов и имеет ограниченный температу жый диапазон применения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что теплометрическая оболочка вьтолнена в виде разрезанного по винтовой линии полого цилиндра, стенка которого образована находящимися в тепловом и электрическом контакте пртзмами треугольного сечения, ориентированными вдоль образующей цилиндра, а их основания, имеющие форму равнобедренньк треугольников, попарной образующих общую гипотенузу, направленную под острым углом к касательной оболочки, ориентированы одним, из катетов треугольников по радиусу цилиндра.

На фиг. 1 изображен прецлагавмый калориметр, общий виц; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 .- узе.л 1 на фиг. 2.

Устройство соцержиг теплометричес- кую оболочку 1, корпус 2, калориметра, калориметрическую камеру 3, винтовую линию 4, треугольного сечения призмы 5 и 6, общую гипотенузу 7, изоляцию 8 контакты 9..,

Предложенный калориметр работает следующим образом.

Пронизывающий тепломегрическую оболочку 1 калориметра тепловой поток вызывает в ней в радиальном направлении градиент температуры. Под действием последнего вследствие искусственно вызванной анизотропии термоэлектрических свойств стенки цилиндра по спирали обо. лочки накапливаются поперечная относительно градиента температурь термо-ЭДС. Линии тока в оболочке показаны на чертеже отдельной позицией..

Механизм работы такой оболочки подобен термопреобразованию в батарее из большого числа последовательно соединен- ных дифференциальных термоэлементов. Характерно, что генерируемая тепломеТрической оболочкой ЭДС также, как в анизотропной монокристаллической оболочке, не зависит от толщины стенки. В то же Время, в отличие от известного калориметра, вследствие того, что один из кагетов каждого треугольника ориентирован по радиусу цилиндра, направление максимадьной анизотропии все время составляет острый угол, равньй 45, с образующей цилиндрической оболочки, благодаря чему достигается равномерная чувствительность оболочки по периметру.

Калориметр выполнен в виде руазрезанного по винтовой линии с шагом 2 мм „цилиндра внутренним диаметром 2О мм и длиной 80 мм. Стенку анизотропной теплометрической оболочки толщиной 0,8 мм .

iобразуют 784 треугольного профиля че рецующейся призмы из константана и серебра, составляющих между собой термоэлектрическую пару. Оболочка калориметра получена предварительной фрезеров

ки вдоль образующей константанового цилиндра канавок глубин1Л 0,8 мм описанного вьппе п Ьофиля с последующей наплавкой серебра на всю глубину канавок. Поверхности оболочек изолированы лаком.

Калориметр, размещенный коаксиально между нагревателем и каналом воцоохлаждаемого корпуса, был ;испытан на тепловые потоки плотностью Ю -.. -10 Вт/м . Чувствительность калориметра составляла около 5 мкВ/Вт, верхний температурный диапазон около 50О С. Предложенная конструкция имеет повышенную стойкость к тепловым ударам.

Формула изобретения

Калориметр, содержащий размещенную между корпусом и калориметрической камерой термоэлектрически анизотропную теплометрическую оболочку в форме спирали, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и термостойкости, теплометрическая оболочка выполнена в виде разрезного по винтовой линии, полого цилиндре, стенка которого образована находящимися в тепловом и электрическом контакте призмам треугольного, сечения, ориентированными вдоль образукяпей цилиндра, а их основания, имеющие форму равнобедренных прямоугольных треугольников, попарно образующих общую гипотенузу, направленную под острым углом к Касательной цилиндрической оболочки, ориентированы одним из катетов треугольников по радиусу, цилиндра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Geiling Z, Das Thermoelement als Strahlungsmesser, Zeitch, f ang. Phisycal, 1951, W 12, 466. 2. Анатычук Л. И. и др. Быстродействующий микрокалориметр с вихревыми термоэлементами. - Приборы и техника эксперимента, 1974, N б, с. 225 (прототиц).