Устройство для измерения коэффициента температуропроводности материалов

 

Изобретение относится к теплофизическому приборостроению и может быть использовано для измерения температуропроводности плоских образцов твердых тел. Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения времени измерений. Устройство содержит импульсно-тепловой источник тепла, расщепитель теплового потока, генератор импульсов, два датчика температуры, два усилителя, две ключевые схемы, два счетчика импульсов. Тепловой импульс от импульсного теплового источника через расщепитель теплового потока подается на передние поверхности исследуемого и эталонного образцов. Одновременно с этим запускается генератор импульсов, число импульсов которого через ключевые схемы регистрируют счетчики импульсов. По достижению заданного соотношения температур на задних поверхностях исследуемого и эталонного образцов или, что тоже самое, заданного соотношения напряжений на управляющих входах ключевых схем ключевые схемы закрываются и отключают генератор импульсов от счетчиков импульсов. На счетчиках импульсов отображается число импульсов, пропорциональное интервалам времени T<SB POS="POST">1</SB>, T<SB POS="POST">2</SB>. Температуропроводность вычисляют по формуле: A<SB POS="POST">1</SB>=NA<SB POS="POST">2</SB>T<SB POS="POST">2</SB>/T<SB POS="POST">1</SB>-0,005L<SB POS="POST">1</SB>(N-1)/T<SB POS="POST">1</SB>, где N=ρ<SB POS="POST">1</SB>C<SB POS="POST">1</SB>MK/ρ<SB POS="POST">2</SB>C<SB POS="POST">2</SB>D

A<SB POS="POST">1</SB>,ρ<SB POS="POST">1</SB>,C<SB POS="POST">1</SB>,A<SB POS="POST">2</SB>,ρ<SB POS="POST">2</SB>,C<SB POS="POST">2</SB> - температуропроводности, плотности и теплоемкости исследуемого и эталонног

джапаридзе тамази доментьевич

хмелидзе мурман петрович

шаламберидзе емили давыдович

папелишвили тамази владимирович+0229657метаL DетестоR22 384000 кутаиси, маяковского 3822 384000 кутаиси, гогебашвили 5

22 384000 кутаиси, махарадзе 61

22 384004 кутаиси, гванцеладзе п т-к 8

22 384009 кутаиси, р.люксембург 47

22 384054 цхалтубо, фрунзе п пер.36Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С О! Ы 25/18

< 33) !j (f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 ) 44 73303/31-25 (22) 31.05 ° 88 (46) 23.02.90. Бюл. !! ? (71) Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе и Киевский государственный педагогический институт им.А,M,Ãoðüêîão (72) Л,К.!!!ведов, В,М,Барановский и В.Н,Кестельман (53) 536.20.023 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 621995,кл,G О! Ч 25/18, 1977, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ МАТЕ—

РИАЛОВ (57) Изобретение относится к теплофизическому приборостроению и может быть использовано для измерения температуропроводнасти плоских образцов твердых тел. Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения времени измерений. Устройство содержит импульсно-тепловой источник тепла, расщепитель теплового потока, генератор импульсов, два датчика температуры, два усилителя, две ключевые схемы, два счетчика импульсов, Тепловой импульс от импульсного теплового источника через расщепитель теплового потока подается на передние поверхности исследуемого и эталонного образцов.,Одновременно с этим запускается генератор импульсов, число импульсов которого через ключевые схемы регистрируют счетчики импульсов. По достижению заданного

ÄÄSUÄÄ 1545149 д1

2 соотношения температур на задних поверхностях исследуемого и эталонного образцов или, что то же самое,заданного соотношения напряжений на управляющих вхбдах ключевых схем ключевые схемы закрываются и отключают генератор импульсов от счетчиков импульсов, На счетчиках импульсов отображается число импульсов, пропорциональное интервалам времени

Температуропроводность вычисляют по. 2 формуле: а, =па С /t<- 0,0051, (n-! )/t» где п = $ с mk/p c<4; a » p с,а< (с g температуролроводности плот» ности и теплоемкости исследуемого и эталонного образцов соответственно;

= и /и,; 1 = о /q„а = >1/1 заданное соотношение напряжений на управляющих входах ключевых схем, энергий тепловых импульсов, толщин исследуемого (индекс 1) и эталонного (индекс 2) образцов соответственно; t, — интервалы времени с момента подачи теплового импульса до момента времени достижения заданного соотношения напряжений на задних поверхностях исследуемого и эталонно-. го образцов соответственно, При этом не нужно регистрировать весь ход кривой изменения температуры задней стороны образца, а лишь ее начальную часть, в зависимости от выбранного соотношения напряжений и возможностей приборной реализации устройства. 1 ил.

1545149

Изобретение относится к теплофизи ческому приборостроению и может быть; использовано для измерения температуропроводности плоских образцов твердых тел, Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения времени измерений, На чертеже представлена функциоНапьная схема устройства.

Ф

Устройство состоит из импульсного теплового источника 1, располо>кенного за ним расщепителя 2, теплового потока и размещенных по ходу расщепленных потоков тепла двух идентичных каналов образца 3, эталонного бразца 4, первого 5 и второго 6 дат,иков температуры, первого 7 и вто 1>ого 8 усилителей, первой 9 и второй 20

10 ключевых схем, генератора 11 импульсов, первого 12 и второго 13 счетчиков импульсов.

Принцип действия устройства зак— йючается в следующем, Тепловой им- 25 о

Пульс от импульсного теплового источника 1 делится в расщепителе 2 теплового потока на два тепловых импульса и направляется на передние

«»оверхности исследуемого 3 и эталонНого 4 образцов, Одновременно с этим через оптическую или электрическую связь с импульсным тепловым источниКом запускается генератор 11 импульсов, сигнал с которого поступает через открытые первую 9,и вторую 10

Ключевые схемы на первый и второй счетчики импульсов, Сигналы с первого второго датчиков температуры, уста1 овленных на задних поверхностях ис- 40 следуемого 3 и эталонного 4 образцов, усиливаются первым и вторым усилителяМи и поступают на управляющие входы

Первой и второй ключевых схем, При

Достижении заданного соотношения тем- 45 ператур на задних поверхностях исследуемого 3 и эталонного 4 образцов или>что то же самое, заданного соотношения напряжений U U на управляющих входах первой и второй ключевых схем ключевые схемы закрываются; и отключают генераторы ll импульсов от первого и второго счетчиков импульсов. При этом счетчики импульсов регистрируют число импульсов, пропорциональное интервалам времени tI

55 с момента подачи тепловых импульсов на передние поверхности исследуемого

3 и эталонного 4 образцов до момента времени достижения заданного соотношения температуры на их задних поверхностях. Температуропроводность вычисляют по формуле 2 < и-1 а =па — 0 051 - — — *

1 2 t t » t y

1 t с,mk

Гаст (1» ° м с1 и с2

- плотности и теплоемкости исследуемого и эталонного образцов соответст- . венно;

U(U2 — заданное соотношение напряжений на управляющих входных ключах, соединенных с исследуемым

3 и эталонным 4 образцами;

k-=o 2 — заданное соотношение энергий тепловых импульсов, падающих на передние поверхности:исследуемого 3 и эталонного 4 образцов;

1»

»1 =

12 — заданное соотношение толщин исследуемого 3 и эталонного 4 образцов; интервалы времени с момента подачи теплового импульса до момента времени достижения заданного соотношения напряжений на задних поверхностях исследуемого образца и эталона соответственно, »Ф Е2

Величину соотношения напряжений

m а следовательно, и времена t u можно выбрать как угодно малыми, в зависимости от возможностей приборной реализации устройства.

Таким образом, в устройстве происходит регистрация не всей температурной кривой, а лишь ее начальной части, имеющей большую крутизну, а следовательно, повышается точность,в определении заданного соотношения

Б» температур или напряжений ——

U2 гд е a», a < - т емпературопро водно ст ь исследуемого и эталонного образцов, соответственно, 1545149

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента температуропроводности материалов, содержащее импульсный тепловой источник, связанный с генератором импульсов, а также датчик темпе-. ратуры, ключевую схему, усилитель и счетчик импульсов с индикацией, входящие в состав измерительного канала, Составитель Л,Талонина

Техред Л,Олийнык Корректор Н,Ревская

Редактор Н,Лазаренко

Заказ 488 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенИям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Меньшее время измерения позволяет значительно уменьшить тепловые и некоторые другие потери, особенно при высоких температурах.

Устройство может быть использовано для быстрого измерения температуропроводности образцов в широком диапазоне их теплофизических параметров и температур, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем умень.шения времени измерений, в него вве5 дены расщепитель теплового потока и дополнительный измерительный канал, при зтом выход импульсного теплового источника .связан с входом расщепителя теплового потока, первый выход которого подключен к входу измерительного канала, а второй выход — к входу дополнительного измерительного канала, причем указанные каналы идентичны и состоят из датчика, вход которого является входом канала, а выход под".:

t ключей через усилитель к одному вхо» ду ключевой схемы, выход которой связан с входом счетчика импульсов с индикацией, а другой вход ключевой

20 схемы — с выходом генератора импульсов,