Патент ссср 412539
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Реслублик
Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”
Заявлечо 21.IV.1972 (№ 1776788/26-25) с присоединением заявки ¹â€”
Приоритет—
Опубликовано 25Л.1974. Бюллетень № 3
Дата опубликования описания 24.Х.1974
М. Кл. G 01п 25/18
Государственный комитет
Совета Министров СССР со делам изобретений и открытий
УДК 536.2(088.8) Автор изобретения
Л. И. Бергер
Заявитель
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
ТВЕРДЫХ ТЕЛ
ЬT 1, S, ЬТ, 1, S„
Известен способ измерения теплопроводности твердых тел, в котором один и тот же тепловой поток проходит последовательно через исследуемый и эталонный образцы, создавая на их концах перепады температур
AT, и AT, соответственно. При этом теплопроводность исследуемого образца Х, определяется через теплопроводность эталона Х, выражением где l, и 1„S, и S, — длина и площадь поперечного сечения исследуемого и эталонного образцов соответственно. Таким образом, для определения теплопроводности образца измеряют перепады температур и геометрические размеры образца и эталона. В то же время как для измерений линейных размеров имеются весьма высокоточные способы измерения перепадов температур, имеющих обычно небольшую величину, проводятся с недостаточно высокой точностью и представляют небольшую составляющую погрешности измерений. Это обусловлено ошибками в калибровке термопар, используемых при измерениях теплопроводности, и ошибками измерительных приборов (например, гальванометров), фиксирующих сигналы термопар. Это приводит к тому, что точность измерений теплопроводности не превосходит 5010, тогда как измерения линейных размеров могут проводиться с точностью до 0,01010.
Для повышения точности измерений тепло5 проводности путем включения однородного теплопроводящего элемента (стержня) между теми же источником тепла и приемником тепла, между которыми располагаются последовательно исследуемый и эталонный образцы, и определения положения точки на стержне, температура которой равна температуре на ,контакте между исследуемым и эталонным образцами, между источником,и приемником тепла устанавливают однородный теплопроводящий элемент. Предлагаемый способ поясняется чертежом.
Между источником тепла I и приемником тепла 2, имеющими соответственно температуры Т, и Т, устанавливаются исследуемый 3 и эталонный 4 образцы, через которые проходит тепловой поток Q,, и однородный теплопроводящий элемент 5 в виде стержня постоянного сечения, по которому проходит тепловой поток
Q . Один из спаев дифференциальной термопары б вводят в контакт со стыком исследуемого и эталонного образцов, а второй спай термопары, находящийся в контакте со стержнем, перемещают вдоль стержня так, что его положение определяется каким-либо устройст412539
Предмет изобретения
Составитель Г. Слуцкая
Техред Г. Васильева
Корректор В. Гутман
Редактор T. Шагова
Заказ П82/l95 Изд. Ма 413 Тираж 65! Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раугпская нао., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» вом для измерения линейных размеров (например, микрометром) . В цепь дифференциальной термопары включают гальванометр
7, фиксирующий ЭДС термопары (или ток в цепи термопары).
Перемещая спай термопары вдоль стержня, фиксируют его положение l, в тот момент, когда ток в цепи термопары равен нулю. В этом случае используется гальванометр любой высокой чувствительности, тогда как при измерениях перепадов температуры в известном способе чувствительность ограничивается пределами той шкалы, в которую вписывается измеряемый сигнал. На точность измерения равенства нулю перепада температур совершенно не влияет калибровка термопары, поэтому при описываемом способе калибровку можно не проводить. Кроме того, вместо измерения перепада температур в предлагаемом способе измеряется линейная величина lь точность измерений которой высока.
Расчетная формула для тепловых потоков
Я1 и Я2.
Т Т Та Т
qi i— Хх S.,= — Х, S, (1) Здесь Х, l u S — теплопроводность, длина и площадь поперечного сечения стержня; Т— температура на стыке ооразца и эталона; l1— расстояние до конца стержня, примыкающего к источнику теп ча, до точ1 и;1а стернсне, которая соответствует поперечному сеченгпо стержня, имеющему температуру Т.
Решая совместно формулы (I) и (2), получим
1 Я, 1 — l 1, Ях 1, Из формулы видно, что в предлагаемом способе величной, измеряемой в ходе самого процесса измерения, является только li, которую можно определить с высокой точностью, что и приводит к повышению точности измерений теплопроводности в предлагаемом способе по сравнению с известным.
Способ, измерения теплопроводности твердых тел, заключающийся в,создании последовательной теплопроводящей цепи из исследуемого и эталонного образцов, включенной между источником,и приемником тепла, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности измерения, между источником и приемником тепла включают однородный теплопроводящий элемент, определяют положение точки на этом элементе, температура которой равна температуре в точке контакта между исследуемым и эталонным образцами, и по положению этой точки рассчитывают теплопроводность исследуемого образца.
