Устройство для измерения теплофизических свойств веществ

 

А

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и1672552

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 060.178 (21) 2569691/18-25 (51)М. Кл.

G 01 N 25/18 с присоединением заявки HPГосударственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 050779, Бюллетень НР25

Дата опубликования описания 10.07. 79 (53) УДК 536 {088. 8) (72) Авторы изобретения

В.М. Козин, С,Е. Буравой, Ю.В. Левочкин и В. В. Курепин (71) Заявитель ленинградский технологический институт холодильной промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕCKHX свойств веществ

Изобретение относится к технике измерения теплофи эических свойств веществ, например коэффициента теплопроводности.

Известно устройство для измерения теплофизических свойств веществ, включающее блок нагрева и блок охлаждения, измеритель перепада температур на на образце и измеритель теплового по- О тока (1). При использовании этого устройства необходима обработка результа. тов измерения по известным расчетным соотношениям, Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство, состоящее из двух теплопроводящих блоков, измерителя перепада температур между ними, тепломера, двух усилителей и функционального преобразователя, причем выходы усилителей соединены с функциональным преобразователем,вход первого усилителя соединен с измерителем перепада температур, 25 а вход второго — с тепломером (2).

Устройство не позволяет получить точные результаты, поскольку на них оказывают влияние контактные термические сопротивления.

Цель изобретения — повышение точности устройства эа счет учета контактных термических сопротивлений.

Указанная цель достигается тем, что между функциональным пресбразователем и первым усилителем включен сумматор напряжения, ко входу которо го через дополнительно введенный делитель напряжения подключен выход второго усилителя.

На чертеже показана структурная схема предложенного устройства.

Испытуемый образец 1 размещен между теплопроводящими (медными) блоками 2 и 3, при этом верхняя часть блока 3 является тепломером.усилители 4 и 5 предназначены для усиления сигналов тенломера и измерения . перепада температур между блоками соответственно, Усилители подключены к функциональному преобразователю 6, усилитель 4 непосредственно, усилитель 5 — через сумматор 7. Кроме того, выход усилителя 4 соединен со входом сумматора через делитель напряжения в виде переменного резистора R . Преобразователь подключен к блоку 8 цифрового отображения измеренной величины. Сопротивления R npu672552 *фЖФ.«. @-;.

@ "Ж- й;: ..,М. -. йвВ.. -- ;:; .: —

3.

"менены для согласования элементов

= " схемы.

Устройство работает следующим образом» Один иэ теплопроводящих блоков 2, 3 нагрет больше другого на несколько градусов. В результате про-текания теплового потока между ними возникают электрические сигналы: сигнал 9 измерителя перепада темпера тур и сигнал 9 тепломера.После прохождения через .Усилители 4 и 5 на функциональный преобразователь 6 пос« †: тупает сйгнал U, пропорциональный . 6„ и сигнал Va, пропорциональный величине 6-KEf где К - параметр, Определяемый коэффйцйейтом йреобраэования делителя напряжения. При этом член К8 учйтывает наличие контактного термйческого сопротивления между измерителями перепада темйератур.. Это сопротивление складывается из сопротив лений между поверхностями образца и теплопроводящих блоков, минимиэуеМых применением смазки, a òàêæå из сопротивлений тонких слоев блоков между измерйтелями и поверхностями блоков.

Функциональный преобразователь выдаег иа блок цифрового отображения величину, равную численному значению коэффициента теплопроводностй исследуемого вещества — { ): и 1 т где А -.«йостоянная прибора, Ъ - толщина образца

S -,- площадь образца.

Значение параметра К устанавливается при калибровке. Для этого вместо образца Устанавливают тонкий медный образец толщйной, напрймер, 1 мм.

При этоМ чистота обработки и вйд смазки поверхностей должны быть те

Же, что и в рабочих опытах. ПоСколь-. ку тепловое сопротивленйе такого образца значительно меньше суммы контакт ных терМических сопротивлений (приблизительно в 50 pas), то полагая для этого случая U=O, R=R, достигают равенства H=k8q

Для выполнения функциональный преобразователем операции по формуле (1) в него вводятся сигналы Va, Uh, Uaa, отражающие значения величий А, 5, Рабочие опыты проводят на образцах высотой 1-.20 мм и диаметром 15+1 мм, . Значение высоты и .диаметра заносят в блок вычисления 1 tio цифровому таб-ло блока 8, Предложенное устройство позволяет .проводить прямые измерения (c цифровым отсчетом) коэффициента теплопро-. водности веществ в диапазоне А =0,1-,"

5 -;100 Вт/м.К с погрешностью 5-8% при времени измерения 2-3 мин.

Формула изобретения

Устройство для измерения теплофи " зических Свойств веществ, состоящее из двух теплопроводящих блоков„ изме рителя перепада температур между ни25 ми и тепломера, двух усилителей.и функционального преобразователя, причем выходы" усилителей соединены с фун-. - кциональным преобРазователем, вход первого усилителя соединен с измери-.

30 телем перепада температур, а вход вто рого - c тепломером, о т л и ч а ющ е е с i тTеeмw, что, с целью повыше ния точности sa счет учета контактных термических сопротивлений, между

35 функциональным преобразователем и первыю усилителем вюпочен сумматор напряжейия, ко входу которого через дополнительно введенный делитель напряжения подключен выход второго усилителя.

4О. Источиики информации, принятые во внймаиие . при экспертиза

1. %atptta В.С. Тепло рьводность промышленный -материалов. М., Иашгиэ, 1962.

45 2. Авторское свидетельство СССР

Р 526813, кл. 0 01 и 25/18, 1976.

ЦНИИПИ Заказ 3881/44 Тираж 1089 Подписное

Филиал ППП Патент, t . Ужгород, ул. Проектная,4