Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru wspólczynnika przewodzenia ciepla dielektry¬ ków oraz urzadzenie do pomiaru wspólczynnika przewodzenia ciepla dielektryków stalych, gazo¬ wych a szczególnie cieklych.Znany jest i stosowany sposób pomiaru wspólczynnika przewodzenia ciepla polegajacy na ogrzewaniu badanej substancji cienkim drutem grzejnym pelniacym równoczesnie role czujnika temperatury.Temperaturydrutu i substancji badanej mierzy sie w urzadzeniach realizujacych ten sposób w stanie ustalonym w czasie. Znane sa równiez rózne modyfikacje sposobów i urzadzen do pomiaru w warunkach nieustalonego przewodzenia ciepla od drutu grzejnego. Dotycza one umieszczenia drutu grzejnego w galezi elektrycznego mostka pomiarowego, uzycia cieczy wzorco¬ wej do uzyskania porównawczych zmian temperatury drutu w czasie pomiaru, zastosowania rotacji poziomego drutu grzejnego w celu unikniecia szybkiego pojawienia sie konwencji natural¬ nej, umieszczenia termoelementu w poblizu drutu do rejestracji zmian temperatury badanej sub¬ stancji, czy tez zastosowania termoelementu równiez jako elementu grzejnego.W przedstawionych sposobach i urzadzeniach wykorzystuje sie równanie Fouriera przewo¬ dzenia ciepla o przekroju kolowym i o stalej w czasie gestosci q wydzielonego ciepla na jednostke dlugosci. Równanie to ma dla dostatecznie dlugich odcinków czasowych t licznych od poczatku pomiaru rozwiazanie przyblizone: t -r ~ Q i 4at T-To=_l_ln 4ttA Ct2 [1] gdzie: To — temperatura zródla ciepla w chwili rozpoczecia pomiaru, T — temperatura zródla ciepla po odcinku czasowym t, — mierzony wspólczynnik przewodzenia ciepla badanej substancji, a — wspólczynnik przewodzenia temperatury badanej substancji, r — promien zródla ciepla (drutu grzejnego), C — stala, C=e, gdzie y=0,5772....— stala Eulera.Przy dostatecznie malych zmianach temperatury badanej substancji wartosci wspólczynników X oraz a sa praktycznie stale. Zapisujac równanie [1] dla dwóch róznych czasówti i t2 otrzymuje sie2 142 918 dwa równania na przyrosty temperatur T1-T0 i T2-T0. Po przeksztalceniu tych równan mozna otrzymac równanie: X= S lift— [2] 47T (T2-T1) ti W dotychczas stosowanych sposobach i urzadzeniach stosuje sie posrednie metody pomiaru polegajace na wykorzystaniu zapisu danych pomiarowych, na przyklad [1,2], do wyznaczenia wartosci wspólczynnika przewodzenia ciepla badanych substancji za pomoca dodatkowych obli¬ czen wedlug wzoru [2].Wadatych sposobów i urzadzenjest stosunkowo dlugi czas otrzymywania wyniku pomiaru i brak mozliwosci bezposredniego odczytu wartosci wspólczynnika przewodzenia ciepla.Sposób pomiaru wedlug wynalazku umozliwiajacy bezposredni odczyt wartosci wspólczyn¬ nika przewodzenia ciepla dielektryków opartyjest na nieustalonym przekazywaniu ciepla od drutu grzejnego do otaczajacej go badanej substancji w fazie procesu, w której jest uzasadnione stosowa¬ nie przyblizonego rozwiazania [1] równania Fouriera. Sposóbpolega na tym, ze generatorem czasu generuje sie dwa odcinki czasowe mierzone od poczatku pomiaru tak dobrane, aby ich stosunek byl wielkoscia stala. W tych warunkach równanie [2] upraszcza sie do postaci: T2-T1 gdzie: K — staly wspólczynnik.W momentach wyznaczajacych konce obu odcinków czadowych przetworników temperatury mierzy sie temperaturyTi i T2 drutu grzejnego. Nastepnie uzyskane w ten sposób sygnaly obrabia sie za pomoca ukladu elektronicznego realizujacego odwrotnosc róznicy zmierzonych temperatur zgodnie z równaniem [3].Urzadzenie wedlug wynalazku zawiera blok pomiarowy z dolaczonym do jego wejscia ukla¬ dem zasilajacym. Wyjscie bloku pomiarowego polaczone jest z jednym wejsciem bloku pamieci i wzmacniacza róznicowego. Do drugiego wejscia pamieci i wzmacniacza róznicowego dolaczone jest wyjscie bloku sterowania. Wyjscie bloku pamieci i wzmacniacza róznicowego polaczone jest z wejsciem przetwornika hiperbolicznego, którego wyjscie polaczone jest z ukladem odczytowym, korzystnie cyfrowym.Zaleta sposobu urzadzenia do pomiaru wspólczynnika przewodzenia cieplajest bezposredni odczyt wartosci tego wspólczynnika co daje równiez znaczne skrócenie czasu niezbednego do otrzymania wyniku pomiaru.Przedmiot wynalazku umieszczony jest w przykladzie wykonania na rysunku przedstawiaja¬ cym schemat blokowy urzadzenia.W bloku pomiarowym 1 znajduje sie naczynie pomiarowe zawierajace badana substancje ogrzewana drutem grzejnym stanowiacym jednoczesnie termorezystancyjny czujnik temperatury tego drutu. Drut grzejny wlaczony jest do jednej galezi mostka pomiarowego stanowiacego wraz z tym czujnikiem przetwornikpomiarowy temperatury drutu. W chwili rozpoczecia pomiaru mostek pomiarowy zostaje zasilony z ukladu zasilajacego 2. Pod wplywem przeplywajacego pradu drut grzejny stopniowo nagrzewa sie co powoduje zmiane rezystancji drutu. Zmiana rezystancji drutu powoduje narastajaca w czasie zmiane napiecia wyjsciowego mostka pomiarowego praktycznie proporcjonalna do zmian temperatury drutu grzejnego. Przy zalozeniu, ze zmiany temperatury drutu grzejnego sa dostatecznie male, moc wydzielajaca sie w tym drucie jest praktycznie stala.Napiecie wyjsciowe mostka pomiarowego podane jest do bloku pamieci i wzmacniacza róznico¬ wego 3, gdzie w momentach zakonczenia odcinków czasowych ti i t2, tak dobranych aby ich stosunek byl wielkoscia stala, zadawanych z bloku sterowania 4 zapamietywane sa w pamieciach analogowych napiecia wyjsciowe mostka pomiarowego proporcjonalne do temperatur drutu grzejnego Ti i T2 a we wzmacniaczu róznicowym tworzonajest róznica tych napiecproporcjonalna do róznicy temperatur T2-T1. Otrzymana róznica napiec podawanajest do przetwornika hiperbo¬ licznego 5. W przetworniku hiperbolicznym 5 przez calkowanie w integratorze podanej na jego wejscie róznicy napiec az do momentu zrównania napiecia integratora ze stalym napieciem142918 3 odniesienia przetwarza sie napiecie proporcjonalne do róznicy temperatur T2-T1 na odcinek czasowy odwrotnie proporcjonalny do tej róznicy temperatur. Czas trwania otrzymanego odcinka czasowego jest wiec zgodnie z zaleznoscia [3] proporcjonalny do wartosci mierzonego wspólczyn¬ nika przewodzenia ciepla. W ukladzie odczytowym 6 otrzymany odcinek czasowy przetwarzany jest na wynik cyfrowy odpowiadajacy liczbowo wartosci mierzonego wspólczynnika przewodzenia ciepla. Przetwarzanie to realizowane jest przez zliczenie w tym czasie impulsów zegarowych o odpowiednio dobranej czestotliwosci. Otrzymany wynik zostaje zapamietany i wyswietlony na cyfrowym polu odczytowym ukladu odczytowego 6.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób pomiaru wspólczynnika przewodzenia ciepla dielektryków umozliwiajacy bezpos¬ redni odczyt wartosci tego wspólczynnika oparty na nieustalonym przekazywaniu ciepla od drutu grzejnego do otaczajacej go badanej substancji w fazie procesu, w której jest uzasadnione stosowa¬ nie przyblizonego rozwiazania równania Fouriera przewodzenia ciepla, znamienny tym, ze genera¬ torem czasu generuje sie dwa odcinki czasowe, mierzone od poczatku pomiaru, tak dobrane aby stosunek tych odcinków czasowych byl wielkoscia stala a w momentach wyznaczajacych^konce obu odcinków czasowych przetwornikiem temperatury mierzy sie temperatury drutu grzejnego, a nastepnie uzyskane w ten sposób sygnaly obrabia sie za pomoca ukladu elektronicznego realizuja¬ cego odwrotnosc róznicy zmierzonych temperatur. 2. Urzadzenie do pomiaru wspólczynnika przewodzenia ciepla dielektryków zbudowane z bloku pomiarowego z dolaczonym dojego wyjscia ukladem zasilajacym znamienne tym, ze wyjscie bloku pomiarowego (1) polaczone jest z jednym wejsciem bloku pamieci i wzmacniacza róznico¬ wego (3) do którego drugiego wejscia dolaczone jest wyjscie bloku sterowania (4), a wyjscie bloku pamieci i wzmacniacza róznicowego (3) polaczone jest z wejsciem przetwornika hiperbolicznego (5), którego wyjscie polaczone jest z ukladem odczytowym (6), korzystnie cyfrowym.142918 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz Cena 220 zl PL