RU2170423C1

RU2170423C1 - Thermal probe for nondestructive test of thermal-physical properties of materials and off-the-shelf articles

Info

Publication number: RU2170423C1
Application number: RU2000112296/28A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Чернышов; З.М. Селиванова
Original assignee: Тамбовский государственный технический университет
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2001-07-10

Abstract

FIELD: thermal physics. SUBSTANCE: thermal probe includes body with built-in measurement head whose heat insulation backing carries linear heater and temperature- sensitive element presenting thermopile composed of two differential thermocouples connected in series. In plane parallel to contact plane and located at distance equal to half-thickness of heat insulation backing there is additionally positioned auxiliary thermopile in symmetry to plane passing through line of heater and perpendicular to contact plane. Distances from plane of symmetry to differential thermocouples of auxiliary thermopile is set equal to distances from basic differential thermocouples to same plane. Differential thermocouple is in addition placed in plane of symmetry on normal to line of heater with distances between thermocouples being specified. EFFECT: enhanced timeliness and precision nondestructive test. 5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к теплофизическим измерениям. The invention relates to measuring equipment, in particular to thermophysical measurements.

Известно устройство для определения теплопроводности материалов (авт.св. СССР N 1057830, кл. G 01 N 25/18, 1982 г.), содержащее два выносных стержнеобразных зонда, у которых одни концы контактируют с поверхностью образца, а другие - с термоэлектрической батареей, автоматический регулятор разности температур зондов, на вход которого через задатчик постоянного компенсирующего напряжения подключена дифференциальная термопара, а в цепь его нагрузки включена термоэлектрическая батарея, и схему измерения разности температур зондов, состоящую из второй дифференциальной термопары, подключенной к измерителю термоЭДС, причем на вход автоматического регулятора разности температур подключена дифференциальная термопара с рабочими спаями, расположенными на концах зондов, контактирующих с образцом, а к измерителю термоЭДС подключена дифференциальная термопара с рабочими спаями, расположенными на термоэлектрической батарее. A device for determining the thermal conductivity of materials (ed. St. USSR N 1057830, class G 01 N 25/18, 1982), containing two remote rod-shaped probes in which some ends are in contact with the surface of the sample, and others with a thermoelectric battery , an automatic regulator of the temperature difference of the probes, to the input of which a differential thermocouple is connected through a constant compensating voltage regulator, and a thermoelectric battery is included in its load circuit, and a probe temperature difference measurement circuit consisting of a second fferentsialnoy thermocouple connected to a thermoelectric power meter, wherein the input of automatic differential temperature controller connected with a differential thermocouple hot junctions, disposed at the ends of the probes come into contact with the sample, and is connected to the meter thermoelectric differential thermocouple hot junctions arranged on the thermoelectric battery.

Недостатком этого устройства является его сложность и ограниченность функциональных возможностей, связанная с определением только одной теплофизической характеристики - теплопроводности. The disadvantage of this device is its complexity and limited functionality associated with the determination of only one thermophysical characteristic - thermal conductivity.

Известно устройство для измерения теплопроводности (авт. св. СССР N 694805, кл. G 01 N 25/18, 1979), содержащее корпус со встроенной в него измерительной головкой, состоящей из держателя, на котором размещена эластичная пластина с закрепленным на ней нагревателем в форме диска и термочувствительным элементом, представляющим собой дифференциальную термопару, горячие и холодные спаи которой расположены по двум концентрическим окружностям вокруг нагревателя. A device is known for measuring thermal conductivity (ed. St. USSR N 694805, class G 01 N 25/18, 1979), comprising a housing with a measuring head built into it, consisting of a holder on which an elastic plate with a heater fixed to it is placed a disk shape and a thermosensitive element, which is a differential thermocouple, hot and cold junctions of which are located in two concentric circles around the heater.

Недостатком данного устройства является наличие неучтенных тепловых потерь в зоне измерения, обусловленных отводом тепла по электродам термопар. Кроме того, устройство не обеспечивает постоянства усилия прижатия зонда к исследуемому материалу, в результате чего возрастает случайная составляющая общей погрешности результатов измерения от контактного термосопротивления, которое меняется от эксперимента к эксперименту. The disadvantage of this device is the presence of unaccounted for heat losses in the measurement zone due to heat removal through the electrodes of thermocouples. In addition, the device does not provide a constant effort of pressing the probe to the test material, as a result of which the random component of the total error of the measurement results from the contact thermal resistance increases, which varies from experiment to experiment.

За прототип принят термозонд для неразрушающего контроля теплопроводности материалов (патент на изобретение N 2123179, кл. G 01 N 25/18, 1998 г. ), содержащий цилиндрический корпус, состоящий из двух частей, соединенных между собой с помощью четырех винтов, на которых установлены пружины, обеспечивающие прижатие измерительной головки к поверхности исследуемого объекта, при этом измерительная головка имеет возможность возвратно-поступательного движения в цилиндрической полости корпуса. Измерительная головка состоит из держателя с размещенными на нем эластичной пластиной и теплоизоляционной подложкой. The prototype adopted a thermal probe for non-destructive testing of the thermal conductivity of materials (patent for invention N 2123179, class G 01 N 25/18, 1998), containing a cylindrical body consisting of two parts interconnected by four screws on which are installed springs ensuring the pressure of the measuring head to the surface of the test object, while the measuring head has the ability to reciprocate in the cylindrical cavity of the housing. The measuring head consists of a holder with an elastic plate placed on it and a heat-insulating substrate.

На поверхности теплоизоляционной подложки расположены линейный нагреватель и термочувствительный элемент, который представляет собой термобатарею, состоящую из двух термопар, расположенных в канавках теплоизолятора симметрично относительно линии нагрева. A linear heater and a thermosensitive element are located on the surface of the heat-insulating substrate, which is a thermopile consisting of two thermocouples located in the grooves of the heat insulator symmetrically with respect to the heating line.

Недостатком термозонда-прототипа является низкая производительность измерений, обусловленная необходимостью охлаждения измерительной головки зонда после каждого эксперимента до температуры окружающей среды, так как температура поверхности исследуемых изделий перед теплофизическим экспериментом равна температуре среды, а необходимым условием работы зонда-прототипа (получение достоверных результатов) является равенство температур его измерительной головки и исследуемых объектов перед началом эксперимента. Кроме этого, существенным недостатком зонда-прототипа является также дополнительная погрешность, обусловленная влиянием на результаты измерения остаточного аккумулированного тепла в подложке измерительной головки от предыдущего эксперимента. The disadvantage of the prototype thermal probe is the low measurement performance due to the need to cool the measuring head of the probe after each experiment to ambient temperature, since the surface temperature of the investigated products before the thermophysical experiment is equal to the ambient temperature, and the necessary condition for the prototype probe to work (obtaining reliable results) is the equality temperatures of its measuring head and the studied objects before the experiment. In addition, a significant drawback of the prototype probe is also an additional error due to the influence on the measurement results of the residual accumulated heat in the substrate of the measuring head from the previous experiment.

Целью предлагаемого изобретения является повышение оперативности и точности определения теплофизических свойств материалов. The aim of the invention is to increase the efficiency and accuracy of determining the thermophysical properties of materials.

Поставленная цель достигается тем, что в термозонде для неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов, состоящем из корпуса со встроенной в него измерительной головкой, на поверхности теплоизоляционной подложки которой размещены линейный нагреватель и термочувствительный элемент, представляющий собой термобатарею, состоящую из двух последовательно включенных дифференциальных термопар, электроды которых расположены в канавках теплоизолятора параллельно линии нагревателя и на заданном расстоянии от него, в плоскости, параллельной контактной плоскости и расположенной на расстоянии, равном половине толщины теплоизоляционной подложки, дополнительно помещают вспомогательную термобатарею симметрично плоскости, проходящей через линию нагревателя и перпендикулярной контактной плоскости, причем расстояния от плоскости симметрии до дифференциальных термопар вспомогательной термобатареи задают равными расстояниям основных дифференциальных термопар от этой же плоскости, кроме того, в плоскости симметрии дополнительно также помещают дифференциальную термопару по нормали к линии нагревателя с заданным расстоянием между термопарами. This goal is achieved by the fact that in a thermal probe for non-destructive testing of the thermophysical properties of materials, consisting of a housing with a measuring head integrated in it, on the surface of the heat-insulating substrate of which there is a linear heater and a thermosensitive element, which is a thermopile consisting of two differential thermocouples connected in series, electrodes which are located in the grooves of the heat insulator parallel to the heater line and at a given distance from it, in the plane, an auxiliary thermopile is additionally placed symmetrically to a plane passing through the heater line and perpendicular to the contact plane, parallel to the contact plane and located at a distance equal to half the thickness of the heat-insulating substrate, and the distances from the symmetry plane to the differential thermocouples of the auxiliary thermopile are set equal to the distances of the main differential thermocouples from the same plane in addition, in the plane of symmetry, an additional differential thermocouple normal to the heater line with a given distance between the thermocouples.

На фиг. 1 изображен предлагаемый термозонд; на фиг. 2 показано размещение нагревателя и основной термобатареи на поверхности теплоизоляционной подложки; на фиг. 3 изображено размещение вспомогательной термобатареи в плоскости I параллельно контактной плоскости измерительной головки термозонда и на расстоянии, равном половине толщины теплоизоляционной подложки; на фиг. 4 показано размещение вспомогательной дифференциальной термопары на нормали к линии нагревателя в плоскости II, проходящей через линию нагревателя и перпендикулярной контактной плоскости измерительной головки; на фиг. 5 представлено соединение термопар в основной и вспомогательной термобатареях. In FIG. 1 shows the proposed thermal probe; in FIG. 2 shows the placement of the heater and the main thermal battery on the surface of the insulating substrate; in FIG. 3 shows the placement of the auxiliary thermal battery in plane I parallel to the contact plane of the measuring head of the thermal probe and at a distance equal to half the thickness of the insulating substrate; in FIG. 4 shows the arrangement of the auxiliary differential thermocouple on the normal to the heater line in plane II passing through the heater line and perpendicular to the contact plane of the measuring head; in FIG. 5 shows the connection of thermocouples in the main and auxiliary thermopiles.

Термозонд (фиг. 1) содержит цилиндрический корпус 1, конусообразно расширяющийся к основанию корпуса для обеспечения большей устойчивости термозонда. К корпусу 1 винтами 2 и 3 крепится измерительная головка 4 с теплоизоляционной подложкой 5. На поверхности теплоизоляционной подложки, контактирующей с объектом 6, имеется канавка, в которой помещен электронагреватель 7, изготовленный из микропровода с высоким электрическим сопротивлением (нихром). Кроме того, на подложке 5 размещена основная термобатарея, состоящая из термопар 8 и 9, соединенных дифференциально, и термопар 10 и 11, соединенных также дифференциально. Термопары 8 и 9, 10 и 11 расположены (фиг. 2) в канавках термоизолятора симметрично относительно линии нагревателя. Основная термобатарея предназначена для получения информации о температурно-временных изменениях в плоскости контакта измерительной головки термозонда с исследуемым объектом (области измерения). The thermal probe (Fig. 1) contains a cylindrical body 1, conically expanding to the base of the body to provide greater stability of the thermal probe. A measuring head 4 with a heat-insulating substrate 5 is attached to the housing 1 with screws 2 and 3. On the surface of the heat-insulating substrate in contact with object 6, there is a groove in which an electric heater 7 is placed, made of a microwire with high electrical resistance (nichrome). In addition, on the substrate 5, the main thermopile is located, consisting of thermocouples 8 and 9, connected differentially, and thermocouples 10 and 11, also connected differentially. Thermocouples 8 and 9, 10 and 11 are located (Fig. 2) in the grooves of the thermal insulator symmetrically with respect to the heater line. The main thermal battery is designed to obtain information about temperature-time changes in the plane of contact of the measuring head of the thermal probe with the object under study (measurement area).

В плоскости I (фиг. 3) дополнительно расположена вспомогательная термобатарея, состоящая из термопар 12 и 13, соединенных дифференциально, и 14 и 15, соединенных также дифференциально. Электроды термобатарей расположены параллельно нагревателю и находятся на линиях изотерм, проходящих параллельно нагревателю. In the plane I (Fig. 3), an auxiliary thermopile is additionally located, consisting of thermocouples 12 and 13, connected differentially, and 14 and 15, also connected differentially. Thermal battery electrodes are parallel to the heater and are located on isotherm lines running parallel to the heater.

В плоскости II (фиг. 4) дополнительно помещают на нормали к линии нагревателя вспомогательную дифференциальную термопару, состоящую из термопар 16 и 17. Термопары 16 и 17 помещают на нормали внутри подложки на заданных расстояниях (например, 0,5-1 мм) соответственно от контактной и противоположной ей поверхности подложки. Вспомогательные термобатарея и дифференциальная термопара служат для контроля температурных градиентов внутри подложки измерительной головки термозонда перед началом проведения очередного измерения, так как температура подложки изменяется при неоднократном тепловом воздействии нагревателя на подложку в процессе измерений. In plane II (Fig. 4), an auxiliary differential thermocouple consisting of thermocouples 16 and 17 is additionally placed on the normals to the heater line. Thermocouples 16 and 17 are placed on the normals inside the substrate at predetermined distances (for example, 0.5-1 mm), respectively contact and opposite surface of the substrate. The auxiliary thermopile and differential thermocouple are used to control temperature gradients inside the substrate of the measuring head of the thermoprobe before starting another measurement, since the temperature of the substrate changes with repeated thermal exposure of the heater to the substrate during the measurement process.

Термопары основной термобатареи и вспомогательных термобатарей и дифференциальной термопары расположены на расстоянии, определяемом с учетом теплофизических свойств материала подложки измерительной головки термозонда, геометрических размеров подложки. Thermocouples of the main thermopile and auxiliary thermopiles and differential thermocouples are located at a distance determined taking into account the thermophysical properties of the substrate material of the measuring head of the thermoprobe and the geometric dimensions of the substrate.

Холодные спаи всех термопар и выводы нагревателя припаиваются к разъему 18, который с помощью винта 19 крепится к измерительной головке. На винт 19 помещена пружина 20, которая обеспечивает постоянное натяжение термопар и нагревателя на контактной поверхности измерительной головки. Cold junctions of all thermocouples and heater leads are soldered to connector 18, which is attached to the measuring head with a screw 19. A spring 20 is placed on the screw 19, which ensures constant tension of thermocouples and a heater on the contact surface of the measuring head.

Принцип действия предлагаемого термозонда заключается в следующем. The principle of operation of the proposed thermal probe is as follows.

При проведении первого измерения измерительная головка термозонда приводится в контакт с поверхностью исследуемого объекта и от нагревателя осуществляется тепловое воздействие импульсом заданной частоты и мощности. При этом с основной термобатареи снимается информация о температурно-временных изменениях (термограмма) в плоскости контакта подложки измерительной головки термозонда и поверхности исследуемого объекта. После получения необходимой информации о температурном поле в плоскости контакта термозонда и исследуемого объекта прекращают тепловое воздействие от источника тепла. Термозонд снимают с поверхности объекта и помещают контактной поверхностью измерительной головки на полубесконечный в тепловом отношении образец из материала, близкого по теплофизическим свойствам к материалу подложки термозонда, а искомые ТФС определяют по соответствующим соотношениям на основе полученной измерительной информации о температурно-временных изменениях в исследуемом объекте. During the first measurement, the measuring head of the thermal probe is brought into contact with the surface of the object under study, and the heat is exerted by a pulse of a given frequency and power from the heater. In this case, information on temperature-time changes (thermogram) in the plane of contact of the substrate of the measuring head of the thermoprobe and the surface of the object under study is removed from the main thermal battery. After obtaining the necessary information about the temperature field in the plane of contact of the thermal probe and the test object, the thermal effect from the heat source is stopped. The thermal probe is removed from the surface of the object and placed on the contact surface of the measuring head in a thermally semi-infinite sample of a material that is close in thermophysical properties to the substrate material of the thermal probe, and the required TPS are determined by the appropriate ratios based on the obtained measurement information about the temperature-time changes in the studied object.

Затем осуществляют контроль температурных градиентов ▽T_I и ▽T_II соответственно во взаимно перпендикулярных первой и второй плоскостях подложки измерительной головки термозонда, для чего снимают информацию с дифференциальных термопар вспомогательной термобатареи в плоскости I и дифференциальной термопары в плоскости II, подключив их через коммутирующее устройство 21 к порту входа-выхода измерительно-вычислительной системы (ИВС) 22.Then, temperature gradients ▽ T _I and ▽ T _II are monitored, respectively, in mutually perpendicular to the first and second planes of the substrate of the thermoprobe measuring head, for which information is taken from the differential thermocouples of the auxiliary thermopile in plane I and the differential thermocouple in plane II, connecting them through the switching device 21 to the input-output port of the measuring and computing system (IVS) 22.

В ИВС на основе подпрограмм, построенных в соответствии с заданным алгоритмом, определяется момент времени, когда величина контролируемых градиентов ▽T_I и ▽T_II во взаимно перпендикулярных плоскостях подложки станет меньше наперед заданного значения ε, т.е. градиенты ▽T_I и ▽T_II < ε. На практике значение ε задается обычно не выше 0,5^oC, что позволяет считать наступление момента уравнивания (усреднения) температуры по всему объему подложки. Помещение термозонда на образец из идентичного по ТФС с подложкой материала устраняет нежелательный, носящий случайный характер, конвективный и лучистый теплообмен с окружающей средой. Кроме того, для более достоверного определения момента наступления уравнивания (усреднения) температуры в данной теплофизической системе, т.е. момента, когда величина градиентов становится ниже наперед заданного значения, можно внутри вспомогательного образца на заданном расстоянии от плоскости контакта зонд - образец, поместить термопары и путем соответствующей коммутации с термопарами подложки зонда контролировать еще температурный градиент в тепловой системе зонд - образец с целью определения момента усреднения температуры в данной теплофизической системе. На практике расстояние от плоскости контакта до этих вспомогательных термопар следует брать близким к расстоянию между нагревателем и термопарами основной термобатареи, например 2-3 мм.In an IVS, based on subroutines constructed in accordance with a given algorithm, a moment is determined when the controlled gradients ▽ T _I and ▽ T _II in mutually perpendicular planes of the substrate become less than the predetermined value ε, i.e. gradients ▽ T _I and ▽ T _II <ε. In practice, the value of ε is usually set no higher than 0.5 ^o C, which allows us to consider the onset of the moment of equalization (averaging) of temperature over the entire volume of the substrate. The placement of a thermal probe on a sample of material identical in terms of TFS with the substrate eliminates undesired, random, convective and radiant heat exchange with the environment. In addition, for a more reliable determination of the moment of the onset of temperature equalization (averaging) in a given thermophysical system, i.e. of the moment when the magnitude of the gradients becomes lower than the predetermined value, it is possible to place thermocouples inside the auxiliary sample at a given distance from the probe – probe contact plane and, by appropriate switching with the thermocouples of the probe substrate, also control the temperature gradient in the probe – sample thermal system in order to determine the averaging moment temperature in this thermophysical system. In practice, the distance from the contact plane to these auxiliary thermocouples should be taken close to the distance between the heater and the thermocouples of the main thermopile, for example, 2-3 mm.

Как только температурные градиенты по объему подложки термозонда станут меньше заданной величины ε, что соответствует наступлению теплового равновесия в подложке измерительной головки, т.е. подложка приобретает среднюю температуру T_средн по объему, измерительный зонд приводят в контакт со следующим исследуемым объектом для проведения второго измерения.As soon as temperature gradients in the volume of the thermal probe substrate become less than a predetermined value ε, which corresponds to the onset of thermal equilibrium in the substrate of the measuring head, i.e. the substrate acquires an average temperature T volume _average , the measuring probe is brought into contact with the next test object for a second measurement.

При этом в системе зонд - исследуемый объект происходят два тепловых процесса. Первый процесс соответствует граничным условиям 4-го рода, т.е. теплообмен при контакте двух тел, температура одного из которых (подложки зонда) выше другого. Второй тепловой процесс вызван действием импульсного источника тепла, помещенного в плоскости контакта двух тел. В соответствии с принципом суперпозиции температурное поле в каждой точке контактной поверхности будет определяться действием этих двух теплообменных процессов. Но поскольку рабочие термопары на контактной поверхности подложки находятся в абсолютно одинаковых условиях по отношению к первому теплообменному процессу, то их дифференциальное включение исключает влияние этого теплового процесса на выходную измерительную информацию с основной дифференциальной термобатареи, т.е. рабочие дифференциальные термобатареи фиксируют и выдают информацию только о температурно-временных изменениях (температурном поле) от действия линейного импульсного источника тепла. Таким образом, на полученную измерительную информацию во втором эксперименте не оказывает влияние остаточное аккумулированное в подложке зонда тепло от предыдущего измерения (теплофизического эксперимента), т. е. полученная измерительная информация позволяет определить ТФС второго исследуемого объекта без влияния на результат измерения предыдущих экспериментов. At the same time, two thermal processes occur in the probe-studied system. The first process corresponds to boundary conditions of the fourth kind, i.e. heat transfer at the contact of two bodies, the temperature of one of which (probe substrate) is higher than the other. The second thermal process is caused by the action of a pulsed heat source placed in the plane of contact of two bodies. In accordance with the principle of superposition, the temperature field at each point of the contact surface will be determined by the action of these two heat exchange processes. But since the working thermocouples on the contact surface of the substrate are in exactly the same conditions with respect to the first heat transfer process, their differential inclusion excludes the influence of this thermal process on the output measurement information from the main differential thermal battery, i.e. working differential thermopiles record and provide information only on temperature-time changes (temperature field) from the action of a linear pulsed heat source. Thus, the obtained measurement information in the second experiment is not affected by the residual heat accumulated in the probe substrate from the previous measurement (thermophysical experiment), i.e., the obtained measurement information allows us to determine the TPS of the second object under study without affecting the measurement result of previous experiments.

Основным недостатком термозонда-прототипа является то, что неотъемлемым с точки зрения метрологии условием его работы является необходимость после каждого измерения в охлаждении измерительной головки до температуры окружающей среды с целью достижения равенства температур измерительной головки и исследуемого объекта. Но поскольку охлаждение подложки измерительной головки осуществляется в основном только через одну контактную поверхность, а три другие грани подложки находятся внутри корпуса зонда, то этот процесс очень длительный и составляет в среднем не менее 1,5-2 часов. В заявляемом техническом решении необходимым условием начала следующего измерения является момент наступления температурного уравнивания (усреднения) в объеме подложки, которое наступает для большинства применяемых для подложки теплоизоляционных материалов не позднее 20-30 минут. Таким образом, производительность измерений при использовании предлагаемого термозонда увеличивается не менее чем в 2-3 раза. The main disadvantage of the thermoprobe prototype is that an integral condition from the point of view of metrology for its operation is the need, after each measurement, to cool the measuring head to ambient temperature in order to achieve equal temperatures of the measuring head and the object under study. But since the cooling of the substrate of the measuring head is carried out mainly through only one contact surface, and the other three faces of the substrate are inside the probe body, this process is very long and averages at least 1.5-2 hours. In the claimed technical solution, the necessary condition for starting the next measurement is the moment of temperature equalization (averaging) in the substrate volume, which occurs for most heat-insulating materials used for the substrate no later than 20-30 minutes. Thus, the measurement performance when using the proposed thermal probe increases by at least 2-3 times.

Кроме того, при использовании предлагаемого термозонда на полученную измерительную информацию в очередном эксперименте не оказывает влияние остаточное, аккумулированное в подложке измерительной головки зонда тепло от предыдущего измерения, то есть полученная измерительная информация позволяет определить ТФС исследуемого объекта без влияния на результат измерения предыдущих экспериментов, а следовательно, повысить точность определения ТФС. In addition, when using the proposed thermal probe, the received measurement information in the next experiment is not affected by the residual heat accumulated in the substrate of the probe’s probe head from the previous measurement, that is, the obtained measurement information allows us to determine the TPS of the studied object without affecting the measurement result of previous experiments, and therefore , increase the accuracy of determination of TFS.

Результаты проведенных теплофизических экспериментов с использованием разработанного термозонда приведены в таблице и подтверждают корректность вышеприведенных выводов о повышении оперативности и точности определения ТФС. The results of thermophysical experiments using the developed thermal probe are given in the table and confirm the correctness of the above conclusions about increasing the efficiency and accuracy of determining the TPS.

Таким образом, предлагаемый термозонд, по сравнению с известными техническими решениями, обладает большими преимуществами по оперативности и точности определения ТФС, что позволит широко его использовать в практике теплофизических измерений для оперативного неразрушающего контроля свойств и качества материалов и готовых изделий из них. Thus, the proposed thermal probe, in comparison with the well-known technical solutions, has great advantages in terms of efficiency and accuracy of determination of TFS, which will allow it to be widely used in the practice of thermophysical measurements for operational non-destructive testing of the properties and quality of materials and finished products from them.

Claims

A thermal probe for non-destructive testing of the thermophysical properties of materials, comprising a housing with a measuring head integrated in it, on the surface of the heat-insulating substrate of which there is a linear heater and a heat-sensitive element, which is a thermal battery consisting of two series-connected differential thermocouples whose electrodes are located in the grooves of the heat insulator parallel to the heater line and at a given distance from it, characterized in that in a plane parallel to the contact plane and located at a distance equal to half the thickness of the insulating substrate, additionally place the auxiliary thermopile symmetrically to the plane passing through the heater line and perpendicular to the contact plane, and the distances from the symmetry plane to the differential thermocouples of the auxiliary thermopile are set equal to the distances of the main differential thermocouples from the same plane, except in addition, in the plane of symmetry, an additional differential thermocouple is also placed on the normal to l SRI heater with a predetermined distance between thermocouples.