RU2179717C2 - Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов - Google Patents
Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179717C2 RU2179717C2 RU99119654A RU99119654A RU2179717C2 RU 2179717 C2 RU2179717 C2 RU 2179717C2 RU 99119654 A RU99119654 A RU 99119654A RU 99119654 A RU99119654 A RU 99119654A RU 2179717 C2 RU2179717 C2 RU 2179717C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- heat source
- materials
- thermal
- heat
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Способ относится к импульсным методам неразрушающего контроля. На теплоизолированной поверхности исследуемого материала помещают точечный импульсный источник тепла. После подачи теплового импульса измеряют соотношения интегральных во времени значений температур в двух точках поверхности исследуемого тела до момента наступления наперед заданного значения. Технический результат - повышение точности измерения, повышение быстродействия и уменьшение энергопотребления. 2 ил.
Description
Изобретение относится к технической физике, в частности к теплофизическим измерениям. Область применения - контроль качества теплоизоляционных покрытий.
Существует импульсный способ определения теплофизических характеристик материалов (ТФХ), состоящий в импульсном тепловом воздействии по прямой линии на поверхность образца и регистрации момента времени τ1, когда соотношения температур в двух точках x1 и x2 будет удовлетворять заданному значению (авторское свидетельство СССР 834480, кл. G 01 N 25/18, 1979).
Недостатком этого способа является низкая помехозащищенность т.к. измерительная информация определяется как мгновенное значение температуры в один момент времени.
Известен также способ, наиболее близкий к данному техническому решению определения ТФХ, состоящий в импульсном тепловом воздействии по прямой линии на поверхность исследуемого тела, измерении температуры в точке поверхности тела, фиксировании интегрального во времени значения температуры с момента подачи теплового импульса до момента наступления максимума температуры, измерении момента времени, когда интегральное во времени значение температуры после наступления максимума температуры станет равным значению зафиксированной интегральной по времени температуры (авторское свидетельство СССР 1124209, кл. G 01N 25/18, 1983).
Недостатком этого способа является большое энергопотребление источником тепла и значительная погрешность определения наступления максимума температуры.
Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения ТФХ материалов.
Сущность изобретения заключается в следующем: на теплоизолированной поверхности исследуемого материала помещают точечный импульсный источник тепла, выделяющий количество тепла, равное Q. После подачи теплового импульса фиксируют интегральные во времени значения температур I1, I2 точках поверхности исследуемого тела, расположенных на расстоянии r1 и r2 от источника тепла (причем r2=2r1). При наступлении наперед заданного соотношения интегральных значений температур I1/I2, равного числу en/2, ТФХ материалов определяют по формулам:
a - коэффициент температуропроводности;
τ - момент наступления наперед заданного соотношения интегральных во времени температур;
r1 - расстояние между источником тепла и соответствующим термодатчиком;
λ - коэффициент теплопроводности;
Q - количество тепла выделяемого точечным источником тепла;
I1 - интегральное во времени значение температуры в точке r1;
Ф(х) - интеграл вероятности для
n - целое наперед заданное число.
a - коэффициент температуропроводности;
τ - момент наступления наперед заданного соотношения интегральных во времени температур;
r1 - расстояние между источником тепла и соответствующим термодатчиком;
λ - коэффициент теплопроводности;
Q - количество тепла выделяемого точечным источником тепла;
I1 - интегральное во времени значение температуры в точке r1;
Ф(х) - интеграл вероятности для
n - целое наперед заданное число.
Приведенные формулы получают на основании следующих рассуждений. Для полуограниченного тела величина избыточной температуры при воздействии импульса тепла бесконечно малой длительности от точечного источника расположенного на его поверхности описывается выражением:
τ>0, (3) (3)
интегральные значения температур I1, I2 в точках на расстоянии r1 и r2 от источника тепла в момент времени τ находят по формуле:
где интеграл вероятности.
τ>0, (3) (3)
интегральные значения температур I1, I2 в точках на расстоянии r1 и r2 от источника тепла в момент времени τ находят по формуле:
где интеграл вероятности.
Используя данные выражения, получают формулу для определения коэффициента температуропроводности (1), подставив найденное значение коэффициента температуропроводности в выражение (4) получают формулу для определения коэффициента теплопроводности (2).
На фиг. 1 показана схема реализации предлагаемого способа. На теплоизолированной поверхности исследуемого материала 1, помещают точечный импульсный источник тепла 2, выделяющий количество тепла равное Q. На расстоянии r1 и r2 от источника тепла располагают два термодатчика 3 и 4 (причем r2= 2r1). После подачи теплового импульса в точках поверхности исследуемого материала фиксируют интегральные во времени значения температур до момента наступления заранее заданного соотношения, равного числу en/2.
Для предлагаемого способа на персональном компьютере производилось машинное моделирование процессов определения интегральных во времени значений температур при Q= 0,1 Дж; a=5•10-7 м2/c; λ = 0.1Вт/м•K; r1=1,5•10-3; n=3 - фиг. 2 (а); n=5 - фиг. 2(б). Следовательно, чем больше n, тем меньше время измерений.
Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность измерения ТФХ материалов, повысить быстродействие, уменьшить энергопотребление источником тепла.
Claims (1)
- Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов, заключающийся в использовании импульсного нагрева поверхности теплоизолированного исследуемого материала и измерении интегральных во времени значений температур, отличающийся тем, что применяют точечный источник тепла и два датчика температуры, расположенных на расстоянии r1 и r2 от источника тепла, при измерении времени выполнения наперед заданного соотношения интегральных во времени значений температур искомые теплофизические характеристики материалов рассчитывают по формулам
где а - коэффициент температуропроводности;
τ - момент наступления наперед заданного соотношения интегральных во времени температур, равного
r1 - расстояние между источником тепла и соответствующим термодатчиком, причем r2= 2r1;
λ - коэффициент теплопроводности;
Q - количество тепла, выделяемого точечным источником тепла;
I1 - интегральное во времени значение температуры;
Ф(х) - интеграл вероятности для
n - целое наперед заданное число.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99119654A RU2179717C2 (ru) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99119654A RU2179717C2 (ru) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99119654A RU99119654A (ru) | 2001-07-27 |
RU2179717C2 true RU2179717C2 (ru) | 2002-02-20 |
Family
ID=20224876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99119654A RU2179717C2 (ru) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2179717C2 (ru) |
-
1999
- 1999-09-13 RU RU99119654A patent/RU2179717C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АРУТЮНОВ Б.А. и др. Неразрушающие способы определения теплофизических характеристик материалов методом мгновенного источника тепла. Инженерно-физический журнал. 1997, т. 70, № 6, с.891. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2179717C2 (ru) | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов | |
RU2149387C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов | |
RU2184953C2 (ru) | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов | |
RU2149389C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов | |
RU2184952C2 (ru) | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов | |
RU2149386C1 (ru) | Способ определения теплофизических характеристик материалов | |
RU2149388C1 (ru) | Способ контроля теплофизических характеристик материалов | |
RU2150695C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов | |
RU2150694C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов | |
RU2004109778A (ru) | Способ идентификации комплекса теплофизических свойств твердых материалов | |
RU2161301C2 (ru) | Способ неразрушающего определения теплофизических свойств материалов | |
RU2192000C2 (ru) | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов | |
RU2179718C2 (ru) | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов | |
SU1163232A1 (ru) | Способ определени коэффициента температуропроводности материалов | |
RU2184954C2 (ru) | Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик твердых материалов | |
RU2303777C2 (ru) | Способ идентификации комплекса теплофизических свойств твердых материалов | |
RU2287807C1 (ru) | Способ определения теплофизических свойств многослойных строительных конструкций и изделий | |
RU2521139C1 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности наноструктурированного поверхностного слоя конструкционных материалов | |
RU2018117C1 (ru) | Способ комплексного определения теплофизических свойств материалов | |
RU2328724C1 (ru) | Способ идентификации комплекса теплофизических свойств твердых материалов | |
SU609977A1 (ru) | Способ определени глубины заделки рабочего спа термопар в образце | |
RU2216011C2 (ru) | Способ комплексного определения теплофизических характеристик вещества | |
RU2003136982A (ru) | Способ определения теплофизических свойств материалов | |
SU1635099A1 (ru) | Способ комплексного определени теплофизических характеристик материалов | |
SU958937A1 (ru) | Способ определени термического сопротивлени |