RU1786412C - Device for measuring integral radiating power of metals - Google Patents

Device for measuring integral radiating power of metals

Info

Publication number
RU1786412C
RU1786412C SU894727747A SU4727747A RU1786412C RU 1786412 C RU1786412 C RU 1786412C SU 894727747 A SU894727747 A SU 894727747A SU 4727747 A SU4727747 A SU 4727747A RU 1786412 C RU1786412 C RU 1786412C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thermocouple
integral
metals
measuring
metal
Prior art date
Application number
SU894727747A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Сагадеев
Казимир Бронеславович Панфилович
Виталий Константинович Мезиков
Original Assignee
Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова filed Critical Казанский Химико-Технологический Институт Им.С.М.Кирова
Priority to SU894727747A priority Critical patent/RU1786412C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1786412C publication Critical patent/RU1786412C/en

Links

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  излучательной способности металлов или их сплавов. Цель изобретени  состоит в повышении точности измерени  излучательной способности. Установка содержит подложку с выемкой, заполненной исследуемым металлом. При нагревании измен етс  рассто ние между поверхностью и интегральным приемником теплового излучени . С выхода устройства измерени  рассто ни  подаетс  сигнал на вход устройства перемещени  термопары и интегрального приемника теплового излучени , которое осуществл ет подъем или опускание термопары и приемника теплового излучени . При этом происходит непрерывный замер интегрального теплового излучени  и температуры поверхности металла . 1 табл., 1 ил. inThe invention can be used to measure the emissivity of metals or their alloys. An object of the invention is to improve the accuracy of measuring emissivity. The installation contains a substrate with a recess filled with the studied metal. When heated, the distance between the surface and the integral heat radiation detector changes. From the output of the distance measuring device, a signal is input to the input of the thermocouple moving device and the integral heat radiation detector, which raises or lowers the thermocouple and the thermal radiation receiver. In this case, the integral thermal radiation and the surface temperature of the metal are continuously measured. 1 tablet, 1 ill. in

Description

изобретение относитс  к области физико-химического анализа и может быть применено дл  измерени  интегральной излучательной способности металлов и их сплавов. Преимущественно изобретение предназначено дл  построени  зависимости излучательной способности металлов и их сплавов от температуры.The invention relates to the field of physicochemical analysis and can be used to measure the integral emissivity of metals and their alloys. Advantageously, the invention is intended to construct a temperature dependence of the emissivity of metals and their alloys.

Известно устройство дл  измерени  интегральной излучательной способности металлов и их сплавов, содержащее охлаждаемые токоподводы, в которых креп тс  исследуемый образец с закрепленными на нем термопарами, причем напротив образца расположен приемник интегрального теплового излучени  1.A device for measuring the integral emissivity of metals and their alloys is known, containing cooled current leads in which the test sample is mounted with thermocouples attached to it, and an integral thermal radiation detector 1 is located opposite the sample.

Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность одновременного измерени  излучательной способности и температуры образца.A disadvantage of the known device is the inability to simultaneously measure the emissivity and temperature of the sample.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  интегральной излучательной способности металлов, включающее подложку с выемкой дл  исследуемого металла, расположенный над ним интегральный приемник теплового излучени  и термопару, помещенную в чехол . Термопэра находитс  в непосредственном контакте с дном подложки.The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a device for measuring the integral emissivity of metals, including a substrate with a recess for the metal to be studied, an integrated thermal radiation detector located above it and a thermocouple placed in a case. The thermocouple is in direct contact with the bottom of the substrate.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что оно не обеспечивает точное измерение интегральной излучательнойA disadvantage of the known device is that it does not provide an accurate measurement of the integral radiative

XIXi

:оо: oo

оabout

ЈЈ

jiojio

способности металлов. Указанный недостаток обусловлен тем, что при изменении температуры вещества оно измен ет свой объем и при этом происходит изменение уровн  вещества в подложке. Кроме того, за счет тепловой инерции возникает неравномерное распределение температуры по объему, что преп тствует точному установлению температуры кристаллизации (плавлени ) вещества, по скачкообразному изменению теплового излучени  вещества с его поверхности в момент фазового перехода твердое тело - жидкость.abilities of metals. This drawback is due to the fact that when the temperature of a substance changes, it changes its volume and at the same time, the level of the substance in the substrate changes. In addition, due to thermal inertia, an uneven distribution of temperature over the volume occurs, which prevents the exact determination of the crystallization (melting) temperature of the substance from the jump-like change in the thermal radiation of the substance from its surface at the moment of the solid-liquid phase transition.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  излучательной способности металлов.An object of the invention is to improve the accuracy of measuring the emissivity of metals.

Дл  достижени  цели Б устройстве дл  измерени  интегральной излучательной способности металлов, включающем подложку с выемкой дл  исследуемого металла, расположенный над ним интегральный приемник теплового излучени  итермопару, помещенную в чехол, согласно изобретению в подложке выполнено сквозное отверстие, в котором с возможностью перемещени  располагаетс  термопара в чехле, введены устройство измерени  рассто ни  до поверхности вещества и св занное с ним устройство перемещени  интегрального приемника теплового излучени  и термопары .To achieve objective B, a device for measuring the integral emissivity of metals, including a substrate with a recess for the metal under investigation, an integrated thermal radiation detector located above it and an thermocouple placed in a case, according to the invention, a through hole is made in the substrate in which the thermocouple is located in the case with the possibility of movement , a device for measuring the distance to the surface of a substance and an associated device for moving an integral receiver of thermal radiation and so on were introduced thermocouples.

Отличительными признаками предлагаемого устройства  вл ютс  сквозное отверстие в подложке, в котором с возможностью перемещени  располагаетс  термопара в чехле, и наличие устройства измерени  рассто ни  до поверхности вещества и св занного с ним устройства перемещени  интегрального приемника излучени  и термопары . Благодар  этому в зависимости от температурного изменени  объема металла осуществл етс  одновременное перемещение интегрального приемника теплового излучени  и термопары, что позвол ет повысить точность измерени  интегральной излучательной способности металла и, кроме того, обеспечивает одновременное измерение интегрального теплового потока и температуры поверхностного сло  вещества.Distinctive features of the proposed device are a through hole in the substrate, in which the thermocouple is located in the case with the possibility of movement, and the presence of a device for measuring the distance to the surface of the substance and the associated device for moving the integral radiation detector and thermocouple. Due to this, depending on the temperature change in the volume of the metal, the integral heat radiation detector and thermocouple are simultaneously moved, which improves the accuracy of measuring the integral emissivity of the metal and, in addition, provides simultaneous measurement of the integral heat flux and temperature of the surface layer of the substance.

На чертеже представлена схема устройства .The drawing shows a diagram of the device.

Устройство содержит подложку 1 с выемкой 2. В подложке 1 имеетс  сквозное отверстие 3, в котором расположена термопара 4 в чехле с возможностью вертикального перемещени  в выемке 2, заполненной исследуемым металлом 5. Над подложкой 1 расположен интегральный приемник 6 теплового излучени . Измерение рассто ни The device comprises a substrate 1 with a recess 2. In the substrate 1 there is a through hole 3 in which the thermocouple 4 is located in the case with the possibility of vertical movement in the recess 2 filled with the metal under study 5. An integral thermal radiation detector 6 is located above the substrate 1. Distance measurement

между поверхностью металла 5 и интегрального приемника 6 теплового излучени  осуществл етс  устройством 7 измерени  рассто ни . Выход устройства 7 измерени  5 рассто ни  подсоединен к входу устройства 8 перемещени  термопары и интегрального приемника теплового излучени . Устройство измерени  интегральной излучательной способности металлов помещено в вакуумную камеру, нагрев исследуемого металла осуществл етс  индукционным способом (на схеме не показано).between the surface of the metal 5 and the integral heat radiation detector 6 is carried out by a distance measuring device 7. The output of the distance measuring device 7 is connected to the input of the thermocouple moving device 8 and the integral heat radiation detector. A device for measuring the integral emissivity of metals is placed in a vacuum chamber, the test metal is heated by induction (not shown in the diagram).

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

5 Подложку 1 вместе с термопарой 4 заполн ют исследуемым металлом 5 и нагревают с последующим охлаждением. После кристаллизации исследуемого металла 5 его поверхность сошлифовывают до термопары5 Substrate 1, together with thermocouple 4, is filled with test metal 5 and heated, followed by cooling. After crystallization of the test metal 5, its surface is ground to a thermocouple

0 4 с последующей полировкой поверхности исследуемого металла 5 по 14 классу.0 4 followed by polishing the surface of the investigated metal 5 to grade 14.

После вакуумировани  до Па осуществл ют напуск атмосферы гели  с последующим индукционным нагревомAfter evacuation to Pa, a gel atmosphere is introduced, followed by induction heating

5 исследуемого металла 5, при этом устройство 7 непрерывно контролирует рассто ние между поверхностью исследуемого металла 5 и интегральным приемником 6 теплового излучени . При увеличении или уменьшении5 of the test metal 5, while the device 7 continuously monitors the distance between the surface of the test metal 5 and the integral heat radiation detector 6. When increasing or decreasing

0 рассто ни  за счет изменени  объема исследуемого металла 5 с выхода устройства 7 подаетс  соответствующий сигнал на вход устройства 8, которое осуществл ет подъем или опускание термопары 4 и интегрального0 distance due to a change in the volume of the studied metal 5 from the output of the device 7, a corresponding signal is supplied to the input of the device 8, which carries out the raising or lowering of the thermocouple 4 and

5 приемника 6 теплового излучени . При этом производ тс  замеры значений термопары 4 и интегрального приемника 6 теплового излучени . Таким образом при скачкообразном изменении интегральной излучатель0 ной способности поверхности исследуемого металла 5 определ етс  температура излучающего сло  металла 5. Это позвол ет повысить точность измерени  интегральной излучательной способности металлов.5 receiver 6 for heat radiation. In this case, the values of the thermocouple 4 and the integral receiver 6 of thermal radiation are measured. Thus, when the integral emissivity of the surface of the investigated metal 5 is abruptly changed, the temperature of the emitting metal layer 5 is determined. This makes it possible to increase the accuracy of measuring the integral emissivity of metals.

5После замера температуры плавлени  исследуемого металла осуществл ют измерение его температуры кристаллизации при отключенном индукционном нагреве. Процесс кристаллизации начинаетс  с5After measuring the melting temperature of the test metal, its crystallization temperature is measured with the induction heating switched off. The crystallization process begins with

0 поверхностного сло  металла 5, в котором находитс , термопара 4, за счет тепловой инерции массивной подложки 1. Перемещение термопары 4 и интегрального приемника 6 теплового излучени  при изменении0 of the surface layer of the metal 5, in which the thermocouple 4 is located, due to the thermal inertia of the massive substrate 1. The movement of the thermocouple 4 and the integral heat radiation detector 6 when changing

5 объема исследуемого металла происходит так же, как и при нагреве.5 volume of the investigated metal occurs in the same way as when heated.

В св зи с тем, что интегральна  излуча- тельна  способность металла зависит от температуры, преимущественно предлагаемого устройства иллюстрируетс  приведенным ниже конкретным примером осуществлени .Due to the fact that the integral emissivity of the metal depends on temperature, advantageously the device according to the invention is illustrated by the following specific embodiment.

Был изготовлен лабораторный вариант предлагаемого устройства. В вакуумной камере объемом 10 л была размещена подлож- ка диаметром 20 мм и глубиной 25 мм с расположенным над ней интегральным приемником теплового излучени , выполненным в виде радиометра пр мого видени  с термоэлементом от оптического пирометра типа Рапир-2. Нагрев осуществл лс  индукционным способом. При работе достигалс  динамический вакуум пор дка Па или использовалась атмосфера гели  99,99% в зависимости от условий давлени  пара исследуемого металла. Измерение рассто ни  между поверхностью исследуемого металла и интегральным приемником излучени  производилось измерительным микроскопом МИ-1 с разрешающей спо- собностью 10 мкм. Дл  подъема или опускани  как термопары, так и интегрального приемника теплового излучени  примен лс  микрометрический винт, установленный в вакуумном вводе вращени . Дл  измере- ни  температур была применена платино- родиева  термопара с толщиной проволоки 0,5 мм. В качестве контрольных образцов в соответствии с Международной температурной шкалой использовались посто нные точки плавлени  серебра 960,8°С; а также вторичные посто нные точки плавлени  олова 231,9°С; кадми  320,9°С; свинца 327,3°С; цинка 419,5°С; сурьмы 630,5°С;A laboratory version of the proposed device was manufactured. A substrate with a diameter of 20 mm and a depth of 25 mm was placed in a 10-liter vacuum chamber with an integral thermal radiation detector located above it, made in the form of a direct-vision radiometer with a thermocouple from a Rapir-2 optical pyrometer. Heating was carried out by induction. During operation, a dynamic vacuum of the order of Pa was achieved or a gel atmosphere of 99.99% was used depending on the vapor pressure conditions of the metal under study. The distance between the surface of the metal under study and the integrated radiation detector was measured with a MI-1 measuring microscope with a resolution of 10 μm. To raise or lower both the thermocouple and the integral heat radiation detector, a micrometer screw installed in the vacuum rotation inlet was used. A platinum-rhodium thermocouple with a wire thickness of 0.5 mm was used to measure temperatures. As control samples in accordance with the International Temperature Scale, constant melting points of silver of 960.8 ° C were used; as well as secondary constant melting points of tin 231.9 ° C; cadmium 320.9 ° C; lead 327.3 ° C; zinc 419.5 ° C; antimony 630.5 ° C;

алюмини  660,1°С; меди 1083°С; никел  1453°С, кобальта 1492°С.aluminum 660.1 ° C; copper 1083 ° C; nickel 1453 ° С, cobalt 1492 ° С.

Результаты исследований сведены в таблицу. Из таблицы видно, что точки плавлени  металлов, полученные на установке-прототипе , имеют расхождение с эталонными точками Международной температурной шкалой. При сравнении температурных точек плавлени , полученных на предлагаемом устройстве, с эталонными температурными точками Международной температурной шкалы видно полное соответствие между ними. Это позвол ет повысить точность измерени  интегральной излучательной способности металлов.The research results are summarized in table. The table shows that the melting points of the metals obtained on the installation of the prototype, are at variance with the reference points of the International temperature scale. When comparing the temperature melting points obtained on the proposed device with the reference temperature points of the International Temperature Scale, full correspondence between them is seen. This improves the accuracy of measuring the integral emissivity of metals.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  измерени  интегральной излучательной способности металлов, включающее подложку с выемкой дл  исследуемого металла, расположенный над ней интегральный приемник теплового излучени  и термопару, помещенную в чехол, о т- личающеес  тем, что, с целью увеличени  точности измерений, в подложке выполнено сквозное отверстие, в котором с возможностью перемещени  располагаетс  термопара в чехле, дополнительно введено устройство измерени  рассто ни  от интегрального приемника теплового излучени  до поверхности вещества и св занное с ним устройство перемещени  интегрального приемника теплового излучени  и термопары .SUMMARY OF THE INVENTION A device for measuring the integral emissivity of metals, including a substrate with a recess for the metal under investigation, an integrated thermal radiation detector located above it, and a thermocouple placed in a case, in order to increase the accuracy of measurements, a through a hole in which the thermocouple is located in the case with the possibility of movement, an additional device for measuring the distance from the integrated receiver of thermal radiation to the surface STI and substance associated therewith integral unit movable heat radiation receiver and the thermocouple.
SU894727747A 1989-08-07 1989-08-07 Device for measuring integral radiating power of metals RU1786412C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894727747A RU1786412C (en) 1989-08-07 1989-08-07 Device for measuring integral radiating power of metals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894727747A RU1786412C (en) 1989-08-07 1989-08-07 Device for measuring integral radiating power of metals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1786412C true RU1786412C (en) 1993-01-07

Family

ID=21465162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894727747A RU1786412C (en) 1989-08-07 1989-08-07 Device for measuring integral radiating power of metals

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1786412C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Петров В.А, Излучательна способность высокотемпературных материалов. М.: Наука, 1969.С.19-22. Шварев К.М., Баум Б.А. Гельд П.В. Интегральна излучательна способность сплавов кремни с железом, кобальтом и никелем в области температур от 900 до 1750°С, ТВТ, 1973, в.1, с.78-83. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4185982A (en) Method of measuring temperature of a sheet with a noncontacting-type pyrometer
US3456490A (en) Differential thermal analysis
US4877329A (en) Method and apparatus for measuring the dew point of a gas
RU1786412C (en) Device for measuring integral radiating power of metals
Maglić et al. The apparatus for thermal diffusivity measurement by the laser pulse method
US3187556A (en) Automatic recording vicat type apparatus for heat distortion and melting point determinations
US3472074A (en) Maximum thermometer for surface temperature measurements
US3266290A (en) Measurement of thermal conductivity
Coates et al. A precise determination of the freezing point of copper
Morris Certain photoelectric properties of gold
Kappert et al. Temperature calibration procedure for thin film substrates for thermo-ellipsometric analysis using melting point standards
WO1994006000A1 (en) Differential scanning calorimeter
US4304118A (en) Process and equipment for the thermal analysis of materials
CN214539083U (en) TGA system used in electron beam furnace
JPS6119935B2 (en)
US3285069A (en) Instrument for measuring temperature of extended surfaces
US4290182A (en) Methods and apparatus for measuring the temperature of a continuously moving strand of material
JP3380903B2 (en) Specific heat measuring device and method
Jenkins The determination of the vapour tensions mercury, cadmium and zinc by a modified manometric method
US4317360A (en) Apparatus for differential thermal analysis
CN2155569Y (en) Mineral heat-sensitive parameter tester
RU2720819C1 (en) Device for calibration of high-temperature thermocouples
Di Novi Application of the pulse method to a specific heat and density-independent measurement of thermal conductivity: extension of the method to very small specimens
SU596869A1 (en) Thermoelectric device for metal checking
RU2561335C1 (en) Method for determining content of metallic microinclusions in semiconductor materials