Дифференциальный калориметр

 

Сотов Советск ив

Социалистических

Республик (t1)1002854

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51)М. Кл. (22) Заявлено 09.10.7.8 (21) 2673879/18-10

G 01 К 17/08 с присоединением заявки №вЂ”

Гесударствелльй квалтет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 07.03.83 (тЗ) УДК536.53 (088.8) ла аллам лзабретвялл л вткрвоил (В. И. Бахвалов, В. И. Горячев, Г. B. 1ьотепьпикав ;. ::.Ю. И. Матяшов и Е. B. Меж ярд

/ "у

i „„"У ср

"- -с сl

/. I: . Специальное конструкторское бюро биологиче жн=ц " приборостроения АН СССР (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНБИАЛЬНЬ|Й КАЛОРИМЕТР

Изобретение относится к области термометрии.

Известен дифференциальный калориметр, соцержаший калориметрический блок, снаб.женный рабочей и эталонной камерами с цатчиками температуры, поцсоециненны- 5 ми к схеме автоматического компенсато- ра, нагревательными элементами - к блоку измерения тепловой мошности контролируемых процессов и выходу регулятора прогрева камер f 1 ) . tO

Оцнако данный калориметр не обладает требуемой точностью измерения.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является дифференциальный капориметр, соцержаший калоримьтрический блок, снабженный рабочей и эталонной камерами, цатчиками температуры, поцсоециненными к автома» тическому компенсатору, нагревательными элементами, подключенными к блоку

20 измерения тепловой мошности контролируемых процессов и выходу регулятора прогрева камер, вхоц которого подключен

2 к Bblxoay автоматического компенсатора, трубопровоц цля поцачи газа в калориметрический блок (2 1

Однако известный капориметр не обпадает требуемой точностью измерения в нестационарном тепловом режиме и:зза различия в температуре межцу калориметрическими камерами и исследуемым образцом.

Белью изобретения является повышение точности измерения в несгационарном тепловом режиме.

Для этой цели в дифференциальный калориметр введены блок регулирования температуры газа, турболизатор и теплообменник, в. котором размешена вхоцная часть трубопровоца, а турболизатор расположен внутри трубопровода на участке межцу теплообменником и входом в калориметрический блок.

Блок регулирования температуры газа содержит регулятор, термочувствительные элементы, мостовую схему, нагреватель ный элемент, подключенный к выходу ре

3 10028 гулягора, хо входу которого поцключен выхоц мостовой схемы, поцхлюченной входом к термочувствигепьным элементам, установленным на выхоце трубопровоца и в калориметрическом блоке, 3

На чертеже изображен прецложенный дифференциальный халориметр, Устройство соцержиг держатель 1, рабочую 2 и эталонную 3 калоримегричесхие камеры, нагревательные элементы о

4 и 5, термочувствительные элементы

6 и 7, резисторы 8 и 9, блок 10 измерения мощности тепловых процессов, потенциометр 11, резисторы 12 измерительного моста, элекгроцвигагель 13, 1$ регулятор 14 прогрева камер, регулятор

15 дополнительный температуры газа, термочувсгвигельные элементы 16 и 17, блока регулирования температуры газа, . трубопровоц 18, нагревательный элемент 1я

19 блока регулирования температуры газа, вход трубопровода 20, теплообмен- ник 21 цля трубопровоца, вход 22 и выход 23 теплоносигепя, гурбулиэагор

24 газового потока, сетку 25, регуля» тор 26 цавпения, герметичную оболочку

27 калоримегрического блока, крышку>

28, гермегичную оболочку 29 крышки калоримегрического блока.

Капориметр работает следующим обра- За эом.

Равенство температур газового потока и калориметрических камер обеспечивает ,ся блоком регулирования темперагуры

I газа, соцержащим гермочувсгвительный элемент 16, укрепленный на выхоце грубопровоца 18, и термочувствительный эле- . мент 17, укрепленный в калоримегрических камерах 2 и 3, резисторы 12 измерительного моста, регулятор 15 температуры газа и нагревательный элемент 19.

При наличии температурного разбапанса межцу капориметрическими камерами и газовыми потоком на выходе датчика температуры газа появляется разносгный

4S сигнал (так как термочувствительный элемент 16, укрепленный на выходе грубо провоца, имеет темпура гуру газового потока, а термочувствительный элемент

17, укрепленный в калоримегрическихкамерах, имеет температуру капориметрических камер), поступающий на вход регулятора. 15 температуры газа, который по разностному еигналу темйературного разбаланса между калориметрическими камерами и газовым потоком обеспечива- ег подогрев газового потока таким образом, чтобы свести разностный сигнал температурного разбаланса межцу капо

54 4 римегрическими камерами и газовым потоком к нулю и, таким образом, обес» печивается равенство температур капоримегрических камер и газового потока с точностью не менее 0,1 С в нестационар о ном режиме.

Расположение оцного иэ гермочувствитепьных элементов датчика температуры в калоримегрических камерах обеспечивает наиболее точное выравнивание гемперагуры межцу капоримегрическими камерами и газовым потоком, Выравнивание температуры газового потока цо поперечному сечению трубопровоца обеспечивается турбулизатором

24, закручивающим газовый поток, и выравнивающей сеткой 25, уничтожающей крупные гурбуленгные вихри. Теплообменник 21 обеспечиваег предварительное задание температуры rasa, Например, при работе в обласги отрицательных температур на вхоц 22 теплообменника подаегся хлацагенг (жидкий азот), который, протекая по теппообменниху 21, обеспечивает предварительное охлаждение газового потока.

По сигналу с поцвижного контакта потенциомегра 11 регулятор 14 прогрева камер обеспечивает прогрев камер таким образом, что сигналы с поцвижного контакта погенциомегра 11 и цагчика гемнерагуры эталонной калориметричесzoo камеры всегда равны, нри этом обеспечивается линейный прогрев хамер с

1 зацанной скоростью, Калориметр снабжен блоком 10 измерения мощности контролируемых тепловых процессов, который обеспечивает регисч -рацию теплового эффекта в исспедуемом образце. Qo моменга начала тепловыдепения (или теплопоглощения) в исспецуемом образце, помещенном в рабочую ка.лоримегрическую камеру 2, сигналы цагчиков температуры эталонной и рабочей капориметрических камер равны, т.е. разносгный сигнал, поступающий с цатчиков на блок 10 измерения мощности, равен нулю.

При наличии тепловыделения (теплопоглощения) в исспецуемом образце ,энергетический баланс камер нарушается и появившийся сигнал рассогласования с датчиком температуры камер ограбагы вается блоком измерения мощности конт ролируемых тепловых процессор гак, что баланс снова восстанавливается, а по дополнительной тепловой мощности средсч ва, необхоцимой цпя.компенсации теплово-

S 10028 го разбаланса камер, суцят о тепловом эффекте исследуемого образца. Эта go полнительная мощность с выхоца блока измерения мощности контролируемых тепловых цроцессов подается на самопишущий 5 регистратор, который во времени записывает кривую тепловыцежния (теплапогло щения) исследуемого образца с повип1бн . ной по сравнению с известным устррйст- . вом точностью. 1Ф

Предложемный цифференциальиый микр ькалоримегр может быть применен в качест ве, прибора цля прецизионного цифферен» циального термического анализа, позволяЛ ницего получать полную количественную 15 калориметрическую информацию об иссле цуемом образце и, в частности, об изменении его энергии и теплоемкости пря различных режимах работы.

26

Формула изоб ре тения

1. Дифференциальный калориметр, со держащий калориметрический блок, снаб-.женный камерами с цатчиками темпера- 25 туры, поцсоециненными к автоматическому компенсатору, и нагревательные элементы, подключенные х блоку измерения тепловой мощности контролируемых процессов и выходу perynsropa прогрева 30 камер, ахоп которого поцсоецинен к выхоцу автоматического компенсатора, труI

54 6 бопровоц цля подачи газа в калориметри ческий блок, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения в нестационарном тепловом режиме, в, калориметр ввецены блок ре- . гулирования температуры rasa, турбули- затор и теплообменник, в котором размещена вхоцная часть трубопровода, а турбулизатор расположен внутри трубопро

soma межцу теплообменником и вхоцом

rasa a калорнметрический блок.

2, Калориметр по п. 1, о т л и ч а ю ° ш и и с я тем, что блок регулирования температуры газа содержит регулятор, термочувствительные элементы, мостовую схему, нагревательный элемент, поц» ключенный к выхоцу регулятора, ко вхо цу которого поцключен выхоц мостовой схемы, поцсоециненной вхоцом к термочув ствительным элементам.

3. Калориметр по ц. 2, î r л и ч а ю ш и и с я тем, что термочувствитель ные элементы установлены на выходе трубопровода и в калориметрическом блоке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свицетельство СССР по заявке % 231449З/18-10, кл, G 01 К 17/08, 13.01.76.

2. Термоанализатор 900 фирмы

Дюпон, США 1968 (прототип)..

1002854

Составитель А. Тереков

Рецактор А. Шанцор Техрец О.Непе Корректор М. Шароши

Заказ 1533/21 Тираж 871 Поцписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, ц. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4