Калориметрическое устройство

 

KAnOjHMETPHMECKOE УСТРОЙСТВО; содержащее оптический источник модулированного теплового потока, калориметрическую камеру с эталонными исследуе№ 1м образцами, регистратор и два фотоприемника, соединенные с усилителями температуры и разности температур, отличающеес я. тем, что, с целью повьшения точ1ЮСТИ , в него введены два зеркала, зеркальный гальванометр, три формирователя , реверсивный счетчик, блок управления, схема ИЛИ, цифроаналоговый преобразователь и компаратор , вход которого подключен к усилителю разности температур, а выходы соедине1Ш с входами формирователей , к выходам которых подключены управляющие входы реверсивного счетчика , входы схемы ИЛИ и один вход блока управления, другой вход которого подключен к выходу схемы ИЛИ, а выход соединен с входом оптического источника модулированного теплового потока, который своим выхо (Л дом соединен с измерительным входом реверсивного счетчика, выход которос го через цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом § регистратора, который вторым входом подключен к усилителю температуры , при этом калориметрическая камера выполнена с злементами програмСАЭ 00 О) много нагрева - охлаждения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1ЕСПжлИК

09) 01) 70 А

4(51 G 01 К 17 00

f 0GYQAPGTBEHHblA HOMHTET COOP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„13, kb) (©);@, (21) 3620733/24-10 (22) 13.07.83 (46) 07.02.85. Вюл.11 5 (72) А.В.Золотухин и Н.Е.Синицкий (71) Опытное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством института металлофизики АН Ук- . раинской ССР (53) 536.53(088.8) (56) 1. Т.Н.Руперт. Усовершенствованный прибор для термического анализа при высоких температурах. -"Приборы для научных исследований", 1967, ,)) 11, с.109-116.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 748207, кл. G 01 К 25/18, 1980 (прототип). (54) (57) КАЛОРИМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО содержащее оптический источник модулированного теплового потока, калориметрическую камеру с эталонными исследуемым образцами, регистратор и два фотоприемника, соединенные

- с усилителями температуры и разносе ти температур, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точ" ности, в него введены два зеркала, зеркальный гальванометр, три Форми рователя, реверсивный счетчик, блок управления, схема И)1И, цифроанапоговый преобразователь и компаратор, вход которого подключен к усилителю разности температур, а выходы соединены с входами формировате- . лей, к выходам которых подключены управляющие входы реверсивного счетчика, входы схемы ИЛИ и один вход блока управления, другой вход которого подключен к выходу схемы ИЛИ, а выход соединен с входом оптического источника модулированного теп- Я лового потока, который своим выходом соединен с измерительным входом реверсивного счетчика, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом регистратора, который вторым входом подключен к усилителю темпера.туры, при этом калориметрическая камера выполнена с элементами програмЮ много нагрева — охлаждения. CO

1138б70

Изобретение относится к температурным измерениям при исследовании теплофиэических свойств вещества.

Известно калориметрическое .устройство для термического анализа при высоких температурах (lj .

Недостатком устройства является низкая точность измерения, обусловленная необходимостью математической обработки результатов измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является калометрическое устройство, содержащее оптический источник модулированного теплового потока, калориметрическую камеру с эталонным и исследуемым об" раэцами, регистратор и два фотоприемника, соединенные с усилителями температуры и разности температур (2) .

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения из-.за необходимости обработки графической информации.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в калометрическое устройство, содержащее оптический источник модулированного теплового потока, калометрическую камеру с эталонным и исследуемым образцами, регистратор и два фотоприемника, соединенные с усилителями температуры и разности температур, введены два.зеркала, зеркальный г.альва:-юметр, три формирователя, реверсивный счетчик, блок управления, схема ИЛИ, цифроаналоговый преобразователь и компаратор, вход которого подключен к усилителю разности температур, а выход сое4О динен с входами формирователей, к выходам которых подключены управляющие входы реверсивного счетчика, входы схемы KlH и один вход блока управления, другой вход которого подключен к выходу схемы ИЛИ, а выход соединен с входом оптического источника модулированного теплового

\ потока, который своим выходом соединен с измерительным входом реверсивного счетчика, выход которого через цифроаналоговый преобразователь соединен с первым входом регистратора, который вторым входом подключен к усилителю температуры, при 55

1 этом калориметрическая камера выполнена с элементами программного нагрева — охлаждения.

На черетеже изображена блок-схема калориметрического устройства.

Калориметрическое устройство содержит программного нагрева - охлаждения печь 1, оптический источник 2 модулированного теплового потока, пред< ставляющий собой оптический источник калиброванных импульсов дозированной мощности, систему неподвижных зеркал 3 и подвижное зеркало 4, расположенное на пути теплового потока, термостат 5 с камерами для исследуемого 6 и эталонного 7 образцов, фотоэлектрический пирометр 8 исследуемого образца и фотоэлектрический пирометр 9 эталонного образца, усилитель 10 температуры исследуемого образца, усилитель 11 разности температур между исследуемым и эталонным образцами, гальванометр 12, формирователь 13 сигнала "Плюс", формирователь 14 сигнала "Нуль", формирователь 15 сигнала "Минус", трехуровневый компаратор lб, реверсивный счетчик 17 импульсов с начальной предустановкой, цифроаналоговый преобразователь 18, регистратор"самописец 19, блок 20 управления оптическим источником импульсов, блок ИЛИ 21. калориметрического устройства связаны между собой следующим ,образом.

Печь 1 программного нагрева — охлащцения представляет собой замкнутый контур программного регулирования температуры. Оптический источ- . ник 2 модулированного теплового потока, соединенный с блоком 20 уп" равления и блоком ИЛИ 21 представляют собой импульсную лазерную установку, которая способна работать в старт-стопном режиме, при этом величина импульсов и частота их повторения задаются в блоке 20 позиционно. Блок 20 управления связан по старт-входу с блоком 21, который соединен с выходами формирователей

13 и 15 плюс и минус соответственно, а по выходу "Стоп" блок 20 связан с формирователем 14 "Нуль". формирователи 13-15 выходами параллельно связаны с входами гальванометра 12 и реверсивного счетчика 17 импульсов с начальной предустанов кой, соответствующей начальной известной теплоемкости эталонного образца 7, блока IM 21 H e oK 20 уп3 113 равления, Входы формирователей !3-15 связаны с выходами трехуррвневбго компаратора 16. Выход счетчика 17 импульсов включен на вход ЦАП 18, выход которого связан с входом "ОУ" регистратора 19. Вход компаратора

16 связан с выходом усилителя 11 разности температур, на вход которо го включены выходы дифференциально включенных пирометров 8 и 9. Выход щ усилителя 10 связан с входом "ОХ"регистратора 19. Входы усилителя 10 связаны с выходами пирометра 8.

Гальванометр 12 с подвижным зерка:лом 4 представляет собой типовой прибор,.зеркало 4 которого расположено на оптической оси источника 2 теплового потока. Неподьижные зеркала 3 предназначены для транспортировки энергии к исследуемому образ-2б цу либо к эталонному образцу, в зависимости от эффективности разности их теплоемкостей, с помощью подвиж- ного зеркала 4 гальванометра 12. Капориметрическое устройство рабо- g .тает следующим образом.

Программного нагрева — охлаждения печь 1 изменяет температуру термостата 5, образца 6 и эталона 7 в соответствии с заданной программой.

При различии эффективных теплоемкостей образца 6 и эталона 7, их.температуры не совпадают, при этом разница температур между ними пропорциональна разнице их теплоемкостей, которая компенсируется с помощью оптического источника 2 модулированного теплового потока, управляемого от блока 20 управления и блока ИЛИ 21

Импульсы мощности направляются в образец 6 либо в эталон 7 с помощью

4О системы неподвижных зеркал 3 и подвижного зеркала 4 гальванометра 12 в зависимости от того, чья темпераъ тура в данный момент меньше. Определение температуры образца 6 произ. М

8670 4 водится с помощью пирометра 8 и усилителя 10 ° Определение разности тем. ператур между образцом 6 и эталоном ,7 производят с помощью включенных встречно пирометра 8 и пирометра 9 и усилителя 11 разности температур.

Управление подвижным зеркалом 4 гальванометра 12 и реверсивным счетчиком импульсов 17 оптическим источником 2 модулированного теплового потока через блбк 20 управления. происходит синхронно и параллельно с помощью трехуровневого ком,, аратора 16 и формирователей 13-15.

Измерение температурной зависимости теплоемкости и теплового эффекта от температуры в.образце 6 производят с помощью известной теплоемкости эталона 7, предварительно записанной в счетчике 17. При этом количество импульсов дозированной мощности, выданных источником 2 для выравнивания температур между образ цом и эталоном, фиксируется счетчиком 17 путем суммирования с начально установленной величиной в случае превышения темплоемкости образца теплоемкостью эталона, либо вычитания (в случае, когда теплоемкость образца ниже теплоемкости эталона).

В случае равенства эффективных теплоемкостей образца и эталона зеркало 4 устанавливается в нейтральное положение с помощью формирователя 14 счетчик 17 и источник 2 через блок 20 "Стоп", импульсы мощности не;вырабатываются источником 2

В счетчике 17 сохраняется ранее полученная величина.

Изобретение позэоляет повысить точность измерения и .производительность scL счет автоматизации процесса измерения и регистрации функциональных зависимостей ТФХ исследуемых материалов.

Составитель В.Баздырев

Редактор Е.Лушникова Техред N.Ïàðîöàé Корректор Г,Решетник

Заказ 10677/31 Тираж 890 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал IIIIII "11атент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4