Устройство для регистрации тепловыделений

 

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (11) 525877 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено02.08.74 (21) 2046008/25 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.76.Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания09.12.76 (51) M. Кл.

GO1 И 25/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изаоретений и открытию (53) УДК 536.24 (088.8) А. А. Глушко (72) Автор изобретения

Институт медико-биологических проблем (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЙ

Изобретение относится к области технической и медицинской физики, например к средствам исследования теплообмена тел сложной геометрической конфигурации и теплового состояния человека. 5

Известны устройства, принцип действия которых обычно основан на термоградиентном эффекте, согласно которому тепловой поток о, пронизывая термоградиентный слой (ТГС), толщиной д и теплопроводностьюА, создает на нем перепад температур который в конечном счете является предметом измерения, в соответствии с выражени9, = — w = тт (r)

d гс гс

Для измерения О;. наиболее широко используют дифференциальные термобатареи, холодные и горячие спаи которых располагают на противоположных сторонах ТГС, при этом в качестве ТГС используют раз- 20 личные материалы: целлофан, резину, проме. жуточные электроды термопар (1, 2, 3) .

Существенным недостатком, снижающим точность тепловых измерений тепломеров подебных конструкций, является необходи- 25 мость учета дополнительного термического сопротивления, вносимого ТГС. Кроме того, при измерении, например, тепловыделеытй человека, становится невозможным определение степени искажения характера теплообмена кожи в зоне контакта с биотепломером.

Устройством, ближайшим по техническому решению к предлагаемому, является биотепломер, представляющий калориметричеокую оболочку, в качестве ТГС которой исполь зована стеклоткань толщиной 0,4 мм, размещенная между разрезанными биметаллическими полосками, образующими дифференциальную термобатарею f 41 .

Однако такое тепломерное устройство имеет низкую точность измерения локальных теплопотерь тел сложной геометрической конфигурации, связанную с неопределенностью термического сопротивления Т1 и сопряженных с ним элементов, а также погрешности измерены вследствие невозможности учета теплообмена собственно биотепломера с окружающей средой.

5 25877

Цель изобретения — повысить точность измерений при регистрации тепловыделенийа преимущественно биологических объектов.

Это достигается тем, что на внешней поверхности калориметрической оболочки установлены термоэлектрические тепломеры, одна группа спаев которых соприкасается с оболочкой, а другая — с окружающей средой.

На черетеже представлеча принципиапь- Я ная электрическая схема устройства для регистрации тепловыделений, состоящего из

"рабочего" термоэлектрического тепломера

l„ холодильника 2, на внешней поверхности которого укреплены контрольные термозлекта- рические тепломеры 3. Тепломеры 1 и 3 выполнены в виде тецломерных лент, равномерно размещенных по поверхности холодильника 2. Горячие спаи 4 тепломера 1 плотно контактируют с исследуемой поверхностью, а холодные 5 — с калориметрической оболочкой 6, роль которой выполняет стенка холо дильника 2, выполненная из высокотеплопро водного материала, например меди, латуни и т.д. Для обеспечения механической зашиты спаев термобатареи, образованной тепло мерными лентами, и исключения воздушных зазоров в них, тепломеры 1 и 3 имеют 1;оЬерхностное покрытие 7, например, в виде

1 2%-HGI o раствОра полиуретана типа ЗО

ЙУС-194. Холодильник 2 снабжен блоком 8 для установки датчиков 9, lo,и 11, обеспеачивающих контроль и выбор теплового режи: ма при проведении технических и физиологогигиенических экспериментов. Циркуляция ЗЬ хладагента, например воды, в холодильнике обеспечивается с помощью термостатирован ного фала 12, соединенного с входным 13 и выходным 14 штуцерами. Датчики температур 9, расхода 1Î перепада температур @ хладагента 11 и тепломеры 1 и 3 соединены электропроводной связью с регистрирую щим прибором 15, например КСП-4.

Работа устройства для регистрации тепловыделений включает два этапа: подгото- Q вительный и собственно экспериментальные исследования.

В ходе первого этапа проводится градуировка. тепломеров 1 и 3 и датчиков 9, 10 и 11, результатом которой является постро- ц ение масштабной линейки на шкале отсчета потенциометра КСП-4 15. Градуировка тепломеров1 и 3 H определение постоянных вре= мени их производится в микрокалориметреа в котором дозируют интенсивность лучисто 55

ro и джоулевого тепла.

Второй этап — экспериментальные иссле дования - начинают после создация запрограммированного термодинамического режи ма в холодильнике 2 и достижения квази- gy кой Оболочки 6 с G

KGTGpGivl КОторых служат значения термо э.д.с. /Е / тецпОмеров 1 и 3, cGGT B щих значению эксгериментального нуля для выбранных значений 1 емпературы Окружаюа щей среды (То ) и средней тэмцературы

ХЛЗДаГЕНТа (T ) а ОПРЕДЕЛЯЕМОЙ ИЗ ВЫРаЖЕ» нин T Т,а, (2) х Х1

z"äå Т вЂ” температура хладагента на вхохg де в холодильник;

& - перепад температур между вхо дом и выхОдом холодильника

F полная поверхность теплообме» на холОдильника

После проведения указанных операций устройство, предварительно закрепленное

На физиологическом поясе, фиксируют на цо верхности тела человека. 16 и измеряют интенсивность тепловыделений в терминах

Э. д. с. тепломера 1 (Е ), которые после приведения к тепловому масштабу имеют вид кинетических кривых на диаграмме самописца КСП-4 15.

Регистрация теплОвьщелений с помощью предлагаемого устройства позволяет повысить точность измерения до 1а2ь-1 35% (т.е. в,7-4 раза ro сравнению с извест Э, ными биотепломерами), что дает значительный технико-зкономический эффект при Нро ведении ряда исследований, например:- локальных тепловьщелений человека при различной степени местного Охлаждения; построения топографии тепловыделений при раз» личной степени физической или термической нагрузок; получении исходных данных для проектирования теплообменником, в частности костюмов жидкостного охлаждения чело- века и т.п.

Формула изобретения

Устройство для регистрации тепловыделений, преимущественно биологичес объектов, состоящее из калориметрической оболочки, омываЕмой хладагентом, о тл и ч а ю щ е е с я тема что, с целью повышения точности, на внешней поверхности оболочки установлены термоэлектрические тепломеры, одна группа спаев кот М рых соприкасается с оболочкой, а другая с окружающей средой.

Источники информации„принятые во внимание при экспертизе:

1, Benz ng e> Т.H. eg Ggg."цц,т,о.„, „, etvvbv weave о1 1Ъ6 g r adieu% ) Ияс1рба.

6.Арр8. РЪубю(,12. 2, 8и7Р6. 3: 3-24. 1918.

2.бсйтпЫ1.Z. Ел еж. %а me<8ussmes525877

Составитель В. Вертоградский

Редактор О. Стенина Техред Г. Родак Корректор Н. Ковалева

Заказ 5131/491 Тираж 1029 Подлисное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета. Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

sep vnd seine p ekC>sche 3edevtvng in де

%av eschut zt echnik . Я И Уа schv ng s issens f vt ÔàÐmesschvtx. А1ипсйап,1923, 3. Авторское свидетельство М 159048, кл. С 01к 17/08.

4. La ton я W. et afar."À cafo i ete о Rapid determination of heat Losa

and Heat Р odvction in 8abovator У. Ап n",a8S, Kev. 5с1. Inst t Phvsica8. I nst. for

5 О - вi o E o g 1 s 4, z 5, 4, 3 70, 19 54 .