Калориметр

 

Использование: теплофизический эксперимент . Сущность изобретения: калориметр содержит измерительную ячейку с калориметрической бомбой, размещенную в массивном блоке, Снаружи блока размещены прижимной элемент в виде двух кольцевых обойм с распорными болтами и изотермическая оболочка, Измерительная ячейка выполнена в виде многогранника с четным числом граней, а массивный блок - в виде отдельных сегментов по числу ее граней . В контакте с плоскостями граней и сегментов установлены плоскостные дифференциальные термопары. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я>л G 01 К 17/08 (54) КАЛОРИМЕТР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4864541/10 (22) 07.09,90 (46) 07.11,92. Бюл. ¹ 41 (71) И нститут струк Тур ной макро кинетики

АН СССР (72) Л,Б.Машкинов и П,К.Васильев (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 1124210, кл. G 01 К 17/00, 1983, 2. Кальве 3. и Прат А. Микрокалориметрия. M. Иностранная лит-ра, 1963. с.38 — 48;

72 — 78.

Изобретение относится к теплометрии, а именно к устройствам для измерения импульсных тепловыделений, например, при сжигании исследуемых веществ, Известен калориметр для измерения теплоты сгорания горючих газов, содержащий теплоизоляционный корпус с установленными в нем измерительной и сравнительной ячейками, размещенными в массивном блоке и соединенными между собой через преобразователи теплового потока (1).

На и бал ее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является калориметр, содержащий измерительную ячейку с калориметрической бомбой, размещенную в массивном блоке и окруженную батареей дифференциальных термопар, через электроиэоляционные прокладки установленных в контакте с ячейкой и массивным блоком, соосно которому, снару>ки его, размещен прижимной элемент в виде двух кольцевых обойм, обра„„SU 1774195 А1 (57) Использование: теплофизический эксперимент, Сущность изобретения: калориметр содер>кит измерительную ячейку с калориметрической бомбой, размещенную в массивном блоке, Снаружи блока размещены прижимной элемент в виде двух кольцевых обойм с распорными болтами и изотермическая оболочка. Измерительная ячейка выполнена в виде многогранника с четным числом граней, а массивный блок— в виде отдельных сегментов по числу ее граней. В контакте с плоскостями граней и сегментов установлены плоскостные дифференциальные термопары. 2 ил. зующих резьбовое соединение с блоком, и изотермическая оболочка (2).

Недостатками известного калориметра являются высокая инерционность, обусловленная наличием теплового сопротивления между спаями термопар и поверхностью измерительной ячейки, а также погрешность измерения из-эа перегрева массивного блока при измерении больших (десятки килоджоулей) теплот, вследствие незначительной поверхности теплоотдачи.

Цель изобретения — снижение инерционности при одновременном повышении точности измерения, Поставленная цель достигается тем, что в известном калориметре измерительная ячейка выполнена в виде многогранника с четным числом граней, массивный блок — в виде отдельных сегментов, по числу граней, а дифференциальные термопары — плоскостными, при этом термопары, расположенные напротив друг друга, прижаты к граням

1774195 измерительной ячейки соответствующими секциями массивного блока.

На фиг,1, 2 показан предложенный калориметр в двух проекциях.

Устройство содержит измерительную ячейку 1 с размещенной в ней калориметрической бомбой 2, дифференциальную термобатарею 3, массивный блок в виде отдельных сегментов 4, при>кимной элемент в виде кольцевых обойм 6 и распорных болтов 7, воздушные теплоотводы 5, изометрическую оболочку 8. Дифференциальная термобатарея 3 содержит электрически последовательно соединенные плоскостные плен очн ые дифференциал ьн ые терма пары

9, 10, 11, изолированные прокладками (пленками) 12, 13 от измерительной ячейки

1 и сегментов 4, Измерительная ячейка 1 выполнена в виде полого многогранника, а массивный блок — в виде сегментов по числу граней измерительной ячейки, Сегменты 4 за счет распорных болтов 7, введенных в резьбавые отверстия кольцевых обойм 6, прижимают дифференциальную термобатарею 3 к плоскостям граней измерительной ячейки 1 и массивных сегментов 4, К внешним площадкам массивных сегментов 4, обращенных к изотермической оболочке 8, закреплены воздушные теплоотводы 5 с развитой поверхностью теплоотдачи, В дифференциальной термобатарее 3 порядок чередования материалов термопар 9, 10, 11 выбран так, чтобы пластины (пленки)

9, 11 были выполнены из материала большей теплопроводностью (например, из меди), а размещенная между ними пластина 10 — из материала меньшей теплопроводности (например, из константана). Это позволяет увеличить величину чувствительности данной конструкции дифференциальной термобатареи за счет обеспечения наибольшего градиента температуры на границах контакта пластин разнородных термоэлектрических материалов при протекании через них измеряемого теплового потока, чем при ином порядке чередования термоэлектрических материалов.

Благодаря большой поверхности теплового контакта плоских термопар дифференциальной термобатареи и стабильности усилия прижатия их к плоскостям граней измерительной ячейки 1 и массивных сегментов 4, обеспечивается минимальная ве50 тов по числу ее граней, а дифференциальные термопары — плоскостными, при этом термопары, расположенные напротив друг друга, прижаты к граням измерительной ячейки соответствующими сегментами массивного блока, личина их теплового сопротивления, à следовательно, снижение инерционности калориметра.

Калориметр работает следующим обра5 зом.

При сгорании исследуемого вещества в калориметрической бомбе 2 тепловой поток протекает через стенку измерительной ячейки 1, спаи дифференциальной термоба10 тареи 3 к массивным сегментам 4 и через воздушные теплоотводы 5 и оболочку 8 рассеивается в окружающую среду, Возникающая на дифференциальной термобатарее термоЭДС пропорциональна измеряемой

15 теплоте.

Нестабильность чувствительности калориметра не превышает -0,5%.

Применение теплоотводов с развитой поверхностью теплоотдачи позволяет иск20 лючить перегрев массивного блока при частых измерениях больших (десятки килоДжоулей) тепловыделений, а следовательно, исключить погрешность измерения связанную с нестабильностью температуры массивного блока.

25 Кроме того, увеличение его поверхности сокращает время выхода калориметра на рабочую температуру термостатирования в

2 — 3 раза по сравнению с известными устройствами.

30 Формула изобретения

Калориметр, содержащий измерительную ячейку с калориметрической бомбой, размещенную в массивном блоке и окруженную батареей дифференциальных тер35 мопар, через электроизоляционные прокладки установленных в контакте с ячейкой и массивным блоком, соосно которому снаружи его, размещены прижимной элемент в виде двух кольцевых обойм, через

40 резьбовые элементы образующих соединен иес блоком,и изотермическая оболочка.о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения инерционности при одновременном повышении точности измерения, изме45 рительная ячейка выполнена в виде многогранника с четным числом граней, массивный блок — в виде отдельных сегмен1774195