CZ303269B6 - Zpusob urcení tepelné a teplotní vodivosti a merné teplené kapacity z poklesu teploty vzorku a zarízení k provedení tohoto zpusobu - Google Patents
Zpusob urcení tepelné a teplotní vodivosti a merné teplené kapacity z poklesu teploty vzorku a zarízení k provedení tohoto zpusobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ303269B6 CZ303269B6 CZ20110622A CZ2011622A CZ303269B6 CZ 303269 B6 CZ303269 B6 CZ 303269B6 CZ 20110622 A CZ20110622 A CZ 20110622A CZ 2011622 A CZ2011622 A CZ 2011622A CZ 303269 B6 CZ303269 B6 CZ 303269B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sample
- temperature
- adiabatic
- time
- thermal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract description 2
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 abstract 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007707 calorimetry Methods 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 238000001073 sample cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Zpusob urcení tepelné a teplotní vodivosti a merné tepelné kapacity z poklesu teploty vzorku, kdy merený vzorek (7) je upraven jemným broušením pri zachování konstantní tlouštky vzorku (7) v celém prurezu a jeho povrch je obarven matným cerným barvivem. Následne je vzorek (7) ohrát na teplotu vyšší než je teplota okolí. Po predehrátí je vzorek (7) umísten do adiabatické komory (4), do polohy proti termosnímaci (3). Po vložení vzorku (7) je adiabatická komora (4) uzavrena a chladnutí vzorku (7) probíhá podle Newtonova zákona chladnoucího telesa v prevážne nekonduktivním režimu a následne je v pocítaci (1), na který je pres elektroniku (2) napojen termosnímac (3), nastavena délka merení a je spušteno automatické nacítání casových zmen teploty vzorku (7). Toto automatické nacítání probíhá po predem stanovenou dobu. Po ukoncení nacítání casových zmen teploty vzorku (7) je získána krivka poklesu teploty v závislosti na case. Prechodový jev zmeny teploty vzorku na pocátku merení je ošetren softwarove a pro vyhodnocení jsou použity již upravené hodnoty. Následne jsou porovnány experimentálne získané krivky casové zmeny teploty vzorku (7) s teoretickými krivkami.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká oblasti měření tepelných vlastností pevných materiálů.
io Dosavadní stav techniky
V současné době se parametry pevných látek měří kalorimetricky, nebo různými formami tzv. flash metod, metodou rozšířeného dynamického plošného zdroje resp, impulzní přechodovou metodou.
Infračervená záblesková metoda využívá nestacionární teplotní pole stimulované v testovaném materiálu velmi krátkým homogenním impulzem produkovaným externím zdrojem tepla např. laserem. Teplotní odezva na neozářené straně vzorku na takovýto teplotní stimul je registrovaná infračerveným termosnímačem a vyhodnocena pomocí počítače. Nevýhodou této metody je určo20 vání maximální teploty po ozáření vzorku a nutnost použití standardního známého materiálu s definovanými tepelnými vlastnostmi.
Impulzní přechodová metoda je založena na principu sledování teplotní odezvy jako reakce materiálu na generovaný tepelný impulz. Z časového průběhu tepelné odezvy se pomocí fyzikálního modelu vypočítají všechny tri termofyzikální parametry, tj. teplotní a tepelná vodivost a měrné teplo. Nevýhodou této metody je nutnost použití 3 kusů stejného materiálu v relativně velkých tloušťkách.
Metoda dynamického plošného zdroje spočívá v dodávání tepla vzorku meandrovým systémem, ao Teplo je dodáváno do vzorku ve směru tloušťky vzorku. Dodávání tepla skončí po dosažení maximální hodnoty teplotního rozdílu. V této metodě je zdroj tepla a měřič teploty stejný - plošný zdroj. Nevýhodou této metody je použití dvou identických vzorků stejného materiálu. Další nevýhodou je nemožnost použití metody pro elektricky vodivé materiály. Pro vyhodnocení experimentálních hodnot se porovnává teoretická a naměřená křivka růstu teploty.
Při měření za pokojových teplot, nejsou speciální zařízení používány. Pro provedení výše uvedených metod pri zvýšené teplotě existují speciální zařízení a měřicí komory jejichž pořizovací cena je vysoká.
Další zmíněnou metodou je kalorimetrická metoda, založena na kalorimetrické rovnici, kdy měřený vzorek ohřívá vodu v kalorimetru. Pro určení tepelné kapacity za konstantního tlaku se měří počáteční teplota vody, teplota vzorku a výsledná teplota po ustálení. Nevýhodou této metody je, že poskytuje pouze hodnotu měrné tepelné kapacity s relativně malou přesností. Všechny vstupy pro provedení metody musí být provedeny velmi přesně. Chyba měření u této metody je větší než u ostatních metod.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje způsob určení tepelné a teplotní vodivosti a měrné tepelné kapacity z poklesu teploty vzorku s využitím adiabatické komory, kdy chladnutí vzorku probíhá podle Newtonova zákona chladnoucího tělesa v převážně nekonduktivním režimu.
Způsob podle vynálezu je proveden v adiabatické komoře, která je opatřena víkem v jehož středu je umístěn termosnímač. Měřený vzorek musí být pro provedení způsobu, před vložením do
- 1 CZ 303269 B6 adiabatické komory upraven a musí být změřena jeho hustota a tloušťka. Úprava vzorku spočívá v tom, že jeho povrch je jemně obroušen, při zachování konstantní tloušťky vzorku v celém průřezu. Následně je povrch vzorku obarven tak, aby byl povrch matný a černý.
Po úpravě je teplota vzorku zvýšena nad teplotou okolí. Předehřátý vzorek je vložen do adiabatické komory, do polohy odpovídající poloze termosnímače umístěného ve víku adiabatické komory. Po vložení vzorku je adiabatická komora uzavřena. Chladnutí vzorku, probíhá podle Newtonova zákona chladnoucího tělesa v převážně nekonduktivním režimu, což je zajištěno adiabatiČností komory a izolačními podpěrami vzorku v komoře.
Následně je v počítači, na který je napojen termosnímač, nastavena délka měření a je spuštěno automatické načítání časových změn teploty vzorku. Toto automatické načítání probíhá po předem stanovenou dobu. Po ukončení načítání časových změn teploty vzorku je získána křivka poklesu teploty v závislosti na čase. Následně jsou porovnány experimentálně získané křivky časové změny teploty charakteristické pro každý materiál s teoretickými křivkami.
Způsob určení tepelné a teplotní vodivosti a měrné tepelné kapacity z poklesu teploty vzorku je prováděn v zařízení sestávajícím z adiabatické komory s víkem, které je opatřeno termosnímačem. Termosnímač je umístěn ve středu víka adiabatické komory aje přes elektroniku připojen na počítač. Adiabatická komora je tepelně izolována od okolí. Uvnitř adiabatické komory je umístěn tepelně izolovaný držák vzorku, který je opatřen tenkými izolačními podpěrami pro umístění vzorku.
Přehled obrázku na výkrese
Vynález je blíže osvětlen na přiloženém výkrese, kde na obr. I je znázorněno zařízení pro provedení způsobu určení tepelné a teplotní vodivosti a měrné teplené kapacity z poklesu teploty vzorku.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Způsob určení tepelné a teplotní vodivosti a měrné teplené kapacity z poklesu teploty vzorku je příkladně proveden na vzorku z vodivého materiálu (Cu, Al) tak, že měřený vzorek 7 je upraven jemným broušením při zachování konstantní tloušťky vzorku ]_ v celém průřezu ajeho povrch je obarven matným černým barvivém. Následně je vzorek 7 ohřát na teplotu cca 50 °C. Po předehřátí je vzorek ]_ umístěn do adiabatické komory 4, do polohy proti termosnímači 3. Po vložení vzorku 7 je adiabatická komora 4 uzavřena a chladnutí vzorku 7 probíhá podle Newtonova zákona chladnoucího tělesa v převážně nekonduktivním režimu a následně je v počítači 1, na který je přes elektroniku 2 napojen termosnímač 3, nastavena délka měření a je spuštěno automatické načítání časových změn teploty vzorku 7. Toto automatické načítání probíhá po předem stanovenou dobu. Po ukončení načítání časových změn teploty vzorku 7 je získána křivka poklesu teploty v závislosti na čase. Přechodový jev změny teploty vzorku na počátku měření je ošetřen softwarově a pro vyhodnocení jsou použity již upravené hodnoty. Následně jsou porovnány experimentálně získané křivky časové změny teploty vzorku 7 s teoretickými křivkami.
_ 9 _
Příklad 2
Způsob určení tepelné a teplotní vodivosti a měrné teplené kapacity z poklesu teploty vzorku se 5 od příkladně provedení podle příkladu 1 liší tím, že vzorek 7 je málo tepelně vodivý např. polymetylmetakrylát (PMMA) a polykarbonát (PC).
Příklad 3 io
Způsob určení tepelné a teplotní vodivosti a měrné tepelné kapacity z poklesu teploty vzorkuje příkladně proveden v zařízení sestávajícím zadiabatické komory 4 s víkem, které je opatřeno termosnímačem 3. Termosnímač 3 je umístěn ve středu víka adiabatické komory 4 a je přes elektroniku 2 připojen na počítač U Adiabatická komora 4 je tepelně izolována izolací 5 od okolí.
Uvnitř adiabatické komory 4 je umístěn tepelně izolovaný držák 8 vzorku 7, který je opatřen tenkými izolačními podpěrami 6 pro umístění vzorku 7.
Claims (1)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob určení tepelné a teplotní vodivosti z poklesu teploty vzorku s využitím adiabatické25 komory, vyznačující sc tím, že předem jemně obroušený vzorek (7), který je obarven na matně černou barvu, je předehřát nad teplotu okolí a je umístěn a uzavřen do adiabatické komory (4) v poloze naproti termosnímači (3) umístěnému ve víku adiabatické komory (4), přičemž následné chladnutí vzorku (7) probíhá podle Newtonova zákona chladnoucího tělesa v převážně nekonduktivním režimu, následně je v počítači (1), nastavena délka měření a je spuštěno30 automatické načítání časových změn teploty vzorku (7), přičemž toto automatické načítání probíhá po předem stanovenou dobu a přechodový jev změny teploty vzorku na počátku měření je ošetřen softwarově, po ukončení načítání časových změn teploty vzorku (7) je získána experimentální křivka poklesu teploty v závislosti na čase, která je porovnána s teoretickou křivkou.35 2. Zařízení pro provedení způsobu určení tepelné a teplotní vodivosti a měrné tepelné kapacity z poklesu teploty vzorku, vyznačující se tím, že sestává z adiabatické komory (4) s víkem, které je opatřeno termosnímačem (3), který je umístěn ve středu víka adiabatické komory (4) aje přes elektroniku (2) připojen na počítač (1), adiabatická komora (4) je tepelně izolována izolací (5) od okolí a uvnitř adiabatické komory (4) je umístěn tepelně izolovaný držák (8)40 vzorku (7), který je opatřen tenkými izolačními podpěrami (6) pro umístění vzorku (7).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110622A CZ2011622A3 (cs) | 2011-10-05 | 2011-10-05 | Zpusob urcení tepelné a teplotní vodivosti a merné teplené kapacity z poklesu teploty vzorku a zarízení k provedení tohoto zpusobu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20110622A CZ2011622A3 (cs) | 2011-10-05 | 2011-10-05 | Zpusob urcení tepelné a teplotní vodivosti a merné teplené kapacity z poklesu teploty vzorku a zarízení k provedení tohoto zpusobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ303269B6 true CZ303269B6 (cs) | 2012-07-04 |
| CZ2011622A3 CZ2011622A3 (cs) | 2012-07-04 |
Family
ID=46332735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20110622A CZ2011622A3 (cs) | 2011-10-05 | 2011-10-05 | Zpusob urcení tepelné a teplotní vodivosti a merné teplené kapacity z poklesu teploty vzorku a zarízení k provedení tohoto zpusobu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2011622A3 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107064212B (zh) * | 2017-05-25 | 2019-10-18 | 上海电力学院 | 一种涂料热阻测试仪及测试方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3444383A1 (de) * | 1983-12-14 | 1985-07-04 | Budapesti Müszaki Egyetem, Budapest | Verfahren und vorrichtung zur messung von stoffkennzeichen der waermeleitung, insbesondere des waermeleitungskoeffizienten und der raumwaermekapazitaet |
| DE3623158A1 (de) * | 1985-05-21 | 1988-01-14 | Univ Dresden Tech | Verfahren zur messung der waermeleitfaehigkeit |
| US6142662A (en) * | 1998-06-16 | 2000-11-07 | New Jersey Institute Of Technology | Apparatus and method for simultaneously determining thermal conductivity and thermal contact resistance |
| RU2359258C1 (ru) * | 2007-10-09 | 2009-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" | Способ определения теплофизических свойств электропроводящих твердых материалов |
| CZ22234U1 (cs) * | 2011-01-26 | 2011-05-19 | Technická univerzita v Liberci | Zařízení k měření tepelné vodivostí |
-
2011
- 2011-10-05 CZ CZ20110622A patent/CZ2011622A3/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3444383A1 (de) * | 1983-12-14 | 1985-07-04 | Budapesti Müszaki Egyetem, Budapest | Verfahren und vorrichtung zur messung von stoffkennzeichen der waermeleitung, insbesondere des waermeleitungskoeffizienten und der raumwaermekapazitaet |
| DE3623158A1 (de) * | 1985-05-21 | 1988-01-14 | Univ Dresden Tech | Verfahren zur messung der waermeleitfaehigkeit |
| US6142662A (en) * | 1998-06-16 | 2000-11-07 | New Jersey Institute Of Technology | Apparatus and method for simultaneously determining thermal conductivity and thermal contact resistance |
| RU2359258C1 (ru) * | 2007-10-09 | 2009-06-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "Луч" | Способ определения теплофизических свойств электропроводящих твердых материалов |
| CZ22234U1 (cs) * | 2011-01-26 | 2011-05-19 | Technická univerzita v Liberci | Zařízení k měření tepelné vodivostí |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2011622A3 (cs) | 2012-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hammerschmidt et al. | New transient hot-bridge sensor to measure thermal conductivity, thermal diffusivity, and volumetric specific heat | |
| CN111795993B (zh) | 一种高温高压下岩石热物性瞬态测试系统及方法 | |
| Lu et al. | Using late time data improves the heat-pulse method for estimating soil thermal properties with the pulsed infinite line source theory | |
| Derbal et al. | A simple method for building materials thermophysical properties estimation | |
| CN108287175A (zh) | 一种实时测量土体热参数的试验方法 | |
| WO2013155157A8 (en) | Method for preheating a sample and for determining fat or moisture content | |
| CN203798759U (zh) | 一种玻璃热物性测试仪 | |
| CN108318517A (zh) | 基于样品参数变化稳定升温的热分析方法和装置 | |
| CZ303269B6 (cs) | Zpusob urcení tepelné a teplotní vodivosti a merné teplené kapacity z poklesu teploty vzorku a zarízení k provedení tohoto zpusobu | |
| US20100080260A1 (en) | Method of determining thermophysical properties of solid bodies | |
| Beck et al. | Investigation of a new simple transient method of thermal property measurement | |
| Bohac et al. | New planar disc transient method for the measurement of thermal properties of materials | |
| Hashimoto et al. | Temperature wave analysis | |
| Kostial et al. | On experimental thermal analysis of solid materials | |
| Rejikumar et al. | Estimation of dry rubber content in natural rubber latex by differential scanning calorimetry | |
| Dang et al. | Thermal conductivity probe–Part II–An experimental analysis | |
| Bär | Determination of dissipated Energy in Fatigue Crack Propagation Experiments with Lock-In Thermography and Heat Flow Measurements | |
| CN204630970U (zh) | 混凝土用细骨料饱和面干燥状态判别仪 | |
| RU2521139C1 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности наноструктурированного поверхностного слоя конструкционных материалов | |
| Cornish et al. | A nondestructive method of following moisture content and temperature changes in soils using thermistors | |
| RU2569933C1 (ru) | Способ измерения относительной теплопроводности при внешнем воздействии | |
| RU2307344C1 (ru) | Устройство для определения характеристик материалов | |
| RU2329492C2 (ru) | Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов и устройство для его осуществления | |
| RU137738U1 (ru) | Установка для определения теплофизических характеристик засоленных стеновых материалов нестационарным импульсным методом с использованием линейного источника тепла | |
| Spicka et al. | Lumped Capacitance Model in Thermal Analysis of Solid Materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20141005 |