RU2233440C1 - Method of determination of properties of liquid or gas and device for realization of this method - Google Patents
Method of determination of properties of liquid or gas and device for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2233440C1 RU2233440C1 RU2002133803/28A RU2002133803A RU2233440C1 RU 2233440 C1 RU2233440 C1 RU 2233440C1 RU 2002133803/28 A RU2002133803/28 A RU 2002133803/28A RU 2002133803 A RU2002133803 A RU 2002133803A RU 2233440 C1 RU2233440 C1 RU 2233440C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensor
- gas
- liquid
- thermal
- coefficient
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплофизических измерений и вязкости и может быть использовано для определения свойств жидкости или газа, в том числе и в быстропротекающих и необратимых процессах, в потоках при неустановившемся режиме и т.п., а также для измерения нестационарных температур и скоростей.The invention relates to the field of thermophysical measurements and viscosity and can be used to determine the properties of a liquid or gas, including in fast-flowing and irreversible processes, in flows under unsteady conditions, etc., as well as for measuring non-stationary temperatures and speeds.
Известно устройство определения коэффициента теплопроводности жидкости или газа, содержащее генератор и измерительный мост с источником питания и ключом, в одно плечо которого включена нагревательная нить-датчик, в три других - переменные сопротивления, а одна диагональ которого параллельно подключена к последовательно соединенному источнику питания и ключу. Устройство содержит блок регистрации дискретных значений напряжения, блок памяти, вычислительный блок, усилитель и блок управления, один вход которого соединен с одним выходом генератора, второй вход - с первым выходом блока регистрации, девять других - с девятью выходами вычислительного блока, один выход блока управления соединен с первым входом блока регистрации и одним входом блоком памяти, второй выход с одним входом ключа и одним входом блока памяти, а три других - с тремя другими входами блока памяти, десять входов которого соединены с десятью выходами блока регистрации, второй вход которого соединен через усилитель с двумя выходами измерительного моста, а девять выходов блока памяти соединены с девятью входами вычислительного блока (cм. SU 1631386 A, MПK 5 G 01 N 25/18, 1991).A device is known for determining the coefficient of thermal conductivity of a liquid or gas, comprising a generator and a measuring bridge with a power source and a key, a heating thread-sensor included in one shoulder, variable resistance in the other three, and one diagonal of which is parallel connected to a power source and a key in series . The device comprises a discrete voltage recording unit, a memory unit, a computational unit, an amplifier and a control unit, one input of which is connected to one output of the generator, a second input - with the first output of the registration unit, nine others - with nine outputs of the computing unit, one output of the control unit connected to the first input of the registration unit and one input by the memory unit, the second output with one key input and one input of the memory unit, and the other three with three other inputs of the memory unit, ten inputs of which are connected with ten outputs of the recording unit, the second input of which is connected through an amplifier to two outputs of the measuring bridge, and nine outputs of the memory unit are connected to nine inputs of the computing unit (see SU 1631386 A, MPK 5 G 01 N 25/18, 1991).
Работа этого устройства основана на измерении и запоминании дискретных значений амплитуды импульса через известные временные интервалы, характеризующий разбаланс моста, в связи с изменением сопротивления нагревательной нити-датчика. Длительность измеряемого импульса задается с помощью генератора. По команде "ПУСК" с клавиатуры компьютера по восьми выходам проходит сигнал "Упр.", выбирающий нужное внешнее устройство. Через элемент И проходит сигнал "Упр." и устанавливает в ожидание элементы 4И, с выходов которых в двоичном коде по два байта будут передаваться дискретные значения напряжений через каждые τ (в данном случае τ=2 мс.). Сигнал "ВВ" с 9-го выхода компьютера n раз подтверждает состояние триггера, в течение которого на датчике генерируется импульс, амплитуда которого определяется источником напряжения. Импульс разбаланса с двух входов другой диагонали моста через дифференциальный усилитель поступает на аналоговый вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Делитель частоты задает длительность импульса и длительность интервалов между дискретными измерениями, т.е. через каждые τ с одного выхода триггера через элемент ИЛИ подается на АЦП разрешение на измерение, через время преобразования сигнал "Конец измерения" с первого выхода АЦП поступает через некоторую задержку на другой вход триггера, чтобы по следующему сигналу с делителя частоты через интервал между дискретным измерением вновь подать разрешение на АЦП для измерения следующего дискретного значения. По сигналу "Запуск АЦП" с триггера через элемент И формируются два импульса для передачи первого и второго байтов формирователями. Сигнал "ВВ" с компьютера через формирователь дважды устанавливает триггер в исходное состояние, а по сигналу "Запуск АЦП" с триггера через элемент И и формирователи на одном выходе триггера устанавливается дважды сигнал "СИП", который поступает на вход компьютера, он и дает разрешение на запись компьютера двух последовательных байтов с выходов элементов 4И блока. В блоке вывода информации через инвертор элементы 4И устанавливается в состояние ожидания, через инвертор и формирователь проходит сигнал "ВВ" на один из входов триггера, который формирует сигналы "СИП", дающие разрешение на последовательное прохождение первого и второго байтов на входы компьютера. В блоке памяти компьютера запись двух байтов в двоичном коде переводится по программе измерений в десятичное число.The operation of this device is based on the measurement and storage of discrete values of the pulse amplitude at known time intervals, characterizing the imbalance of the bridge, in connection with a change in the resistance of the heating filament sensor. The duration of the measured pulse is set using the generator. At the “START” command, the “Exercise” signal passes through eight outputs from the computer keyboard and selects the desired external device. Through the element And passes the signal "Exercise" and sets pending 4I elements, the outputs of which in binary code of two bytes will transmit discrete voltage values every τ (in this case, τ = 2 ms.). The “BB” signal from the 9th output of the computer n times confirms the state of the trigger, during which a pulse is generated at the sensor, the amplitude of which is determined by the voltage source. The unbalance pulse from two inputs of the other diagonal of the bridge through a differential amplifier is fed to the analog input of an analog-to-digital converter (ADC). The frequency divider sets the pulse duration and the duration of the intervals between discrete measurements, i.e. every τ from one trigger output through the OR element, a measurement permission is sent to the ADC, after the conversion time, the “End of measurement” signal from the first ADC output comes through some delay to the other trigger input, so that the next signal from the frequency divider passes through the interval between discrete measurements reapply permission to the ADC to measure the next discrete value. The signal "ADC start" from the trigger through the And element generates two pulses for transmitting the first and second bytes by the shapers. The “BB” signal from the computer through the driver sets the trigger twice to its original state, and the “ADC start” signal from the trigger through the And element and the drivers on the same trigger output sets the SIP signal twice, which goes to the computer input, it gives permission to record a computer two consecutive bytes from the outputs of the elements of the 4th block. In the information output unit through the inverter, the 4I elements are set to the standby state, the “BB” signal is passed through the inverter and the driver to one of the inputs of the trigger, which generates “SIP” signals that give permission for the first and second bytes to pass sequentially to the computer inputs. In the computer's memory block, the recording of two bytes in binary code is converted into a decimal number according to the measurement program.
Известный способ и устройство для его осуществления позволяют измерение только коэффициента теплопроводности.The known method and device for its implementation allow the measurement of only the coefficient of thermal conductivity.
Наиболее близким к предлагаемому объекту по технической сущности и достигаемому результату является способ для определения свойств жидкости или газа и устройство для его осуществления.Closest to the proposed object in technical essence and the achieved result is a method for determining the properties of a liquid or gas and a device for its implementation.
Устройство для определения теплофизических свойств жидкости или газа, включающее генератор, источник питания, ключ, измерительный мост, в одно плечо которого включена нагревательная нить-датчик, в три других - переменные сопротивления, одна диагональ которого параллельно подключена к последовательно соединенным источнику питания и ключу, вторая диагональ параллельно подключена к измерительной системе, в плечо моста с нагревательной нитью-датчиком последовательно включено дополнительное переменное сопротивление, в другое плечо моста, один из входов которого соединен с первой нагревательной нитью-датчиком и источником питания, последовательно включена дополнительная нить-датчик с таким же температурным коэффициентом, как и у первой. Мост предварительно балансируют для эталонной, а затем для измеряемой жидкости (газа). Строят термограммы и рассчитывают искомые теплофизические характеристики.A device for determining the thermophysical properties of a liquid or gas, including a generator, a power source, a key, a measuring bridge, one of which has a heating thread-sensor connected, and the other three are variable resistance, one diagonal of which is connected in parallel to a power source and a key connected in series, the second diagonal is connected in parallel to the measuring system, an additional variable resistance is sequentially connected to the bridge arm with the heating thread-sensor, and to the other bridge arm , one of the inputs of which is connected to the first heating thread-sensor and the power source, an additional thread-sensor with the same temperature coefficient as the first one is connected in series. The bridge is pre-balanced for the reference, and then for the measured liquid (gas). Thermograms are built and the desired thermophysical characteristics are calculated.
Если диаметр нити датчика столь мал, что ее тепловой инерционностью можно пренебречь, то из уравнения теплопроводности можно получить известную зависимость избыточной температуры нити во времени:If the diameter of the sensor thread is so small that its thermal inertia can be neglected, then from the heat equation you can get the well-known time dependence of the excess temperature of the thread:
или для двух моментов времени τ0 и τ:or for two time instants τ 0 and τ:
где 
Из (1) следует уравнение для определения теплопроводности, приведенное в описании работы устройства. В соотношение (1) также входит температуропроводность, что свидетельствует о возможности определения α (см. RU 2139528 С1, МПК 6 G 01 N 25/18, 1999).From (1) follows the equation for determining thermal conductivity given in the description of the operation of the device. The thermal diffusivity also enters into relation (1), which indicates the possibility of determining α (see RU 2139528 C1, IPC 6 G 01 N 25/18, 1999).
Основными недостатками этого способа являются:The main disadvantages of this method are:
1. невозможность измерения коэффициентов тепловой активности 
2. невозможность измерения коэффициентов тепловой активности, теплопроводности и кинематической вязкости в течение одного коротковременного (0,5...3с) импульса нагрева жидкости или газа.2. the impossibility of measuring the coefficients of thermal activity, thermal conductivity and kinematic viscosity for one short-term (0.5 ... 3s) pulse of heating a liquid or gas.
Задачей изобретения является повышение информативности за счет создания возможности дополнительного измерения - коэффициентов тепловой активности и кинематической вязкости.The objective of the invention is to increase the information content by creating the possibility of additional measurements - the coefficients of thermal activity and kinematic viscosity.
Техническая задача решается способом определения свойств жидкости или газа, включающим построение термограмм для эталонной и исследуемой жидкости или газа, измерение коэффициента теплопроводности и коэффициента температуропроводности, в котором построение термограмм проводят при направленном потоке исследуемой жидкости или газа внутри трубки с нагревательным датчиком со скоростью w, при измерении коэффициента температуропроводности строят начальный участок термограммы, характеризующийся параметрамиThe technical problem is solved by the method of determining the properties of a liquid or gas, including the construction of thermograms for the reference and the studied liquid or gas, the measurement of the thermal conductivity and thermal diffusivity, in which the construction of thermograms is carried out with a directed flow of the studied liquid or gas inside the tube with a heating sensor at a speed w, at measuring the coefficient of thermal diffusivity build the initial portion of the thermogram, characterized by parameters
где F0 - число Фурье (для реального плоского источника тепла ограниченной ширины, удовлетворяющего условию δ→0, L→∞ F0=(τ·α)/(В2/4)), τ - время, α - коэффициент температуропроводности исследуемой жидкости, В - ширина пластины-датчика, L - длина пластины-датчика, δ - толщина пластины-датчика, C1=120, 
где αi и αiэ - коэффициенты температуропроводности соответственно исследуемой и эталонной жидкости или газа, а измерение коэффициентов тепловой активности 
и определяют коэффициент тепловой активности из зависимости:and determine the coefficient of thermal activity from the dependence:
где Т'=Т-Т0, Т - текущая температура датчика, Т0 - начальная температура датчика, qs=(I2R)/(2BL) - плотность теплового потока, I - сила электрического тока, протекающая через датчик, R - электрическое сопротивление датчика, затем строят второй участок термограммы при условиях (3) и (4) и определяют коэффициент теплопроводности λ по зависимости:where Т '= Т-Т 0 , Т - current sensor temperature, Т 0 - initial sensor temperature, q s = (I 2 R) / (2BL) - heat flux density, I - electric current flowing through the sensor, R - the electrical resistance of the sensor, then build the second section of the thermogram under conditions (3) and (4) and determine the coefficient of thermal conductivity λ according to:
где 
где С2=140, и определяют значение коэффициента кинематической вязкости ν исследуемой жидкости или газа по зависимости:where C 2 = 140, and determine the value of the kinematic viscosity coefficient ν of the investigated liquid or gas according to the dependence:
где 
Техническая задача решается также устройством для определения свойств жидкости и газа, включающим генератор, источник питания, ключ, измерительный мост, в одно плечо которого включен нагревательный датчик, в три других - переменные сопротивления, одна диагональ которого параллельно подключена к последовательно соединенным источнику питания и ключу, а вторая диагональ параллельно подключена к измерительной системе, при этом в плечо моста с нагревательным датчиком последовательно включено дополнительное переменное сопротивление, в другое плечо моста, один из входов которого соединен с нагревательным датчиком и источником питания, последовательно включен дополнительный датчик, имеющий такой же температурный коэффициент сопротивления, как и у нагревательного датчика, в котором датчики выполнены в виде пластины, и при этом нагревательный датчик расположен внутри трубки, в которой создается направленный поток исследуемой жидкости или газа, измерение коэффициентов тепловой активности и кинематической вязкости осуществляется при замкнутых накоротко входе и выходе дополнительного датчика и при значении дополнительного переменного сопротивления в мостовой схеме, равного нулю.The technical problem is also solved by a device for determining the properties of liquid and gas, including a generator, a power source, a key, a measuring bridge, in which one the heating sensor is connected, in the other three are variable resistance, one diagonal of which is parallel connected to the power source and the key in series and the second diagonal is connected in parallel to the measuring system, while an additional variable resistance is sequentially included in the arm of the bridge with the heating sensor, in the shoulder of the bridge, one of the inputs of which is connected to the heating sensor and the power source, an additional sensor is connected in series, having the same temperature coefficient of resistance as the heating sensor, in which the sensors are made in the form of a plate, and the heating sensor is located inside the tube , in which a directed flow of the test liquid or gas is created, the coefficients of thermal activity and kinematic viscosity are measured when the input and output of ADDITIONAL sensor and an additional value of the variable resistance in the bridge circuit equal to zero.
Решение технической задачи позволяет определять наряду с коэффициентами теплопроводности и температуропроводности еще и коэффициенты тепловой активности и кинематической вязкости жидкости или газа. Причем коэффициенты тепловой активности, теплопроводности и кинематической вязкости определяют в течение короткого времени нагрева (~0,5...3с).The solution to the technical problem allows us to determine, along with the coefficients of thermal conductivity and thermal diffusivity, the coefficients of thermal activity and kinematic viscosity of a liquid or gas. Moreover, the coefficients of thermal activity, thermal conductivity and kinematic viscosity are determined for a short heating time (~ 0.5 ... 3 s).
Доказательство, что при выполнении условия (6) (по способу) можно использовать асимптотическое приближение идеального плоского источника тепла, а следовательно, и зависимости (7) и при выполнении условия (3) можно использовать асимптотическое приближение идеального линейного источника тепла, а следовательно, и зависимости (8) (см. Вестник Казанского технологического университета. 1999. № 1. С.47-54).The proof is that if condition (6) is satisfied (by the method), we can use the asymptotic approximation of an ideal plane heat source, and therefore both dependence (7) and condition (3), we can use the asymptotic approximation of an ideal linear heat source, and therefore dependencies (8) (see. Bulletin of Kazan Technological University. 1999. No. 1. P.47-54).
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для автоматического измерения теплофизических свойств, где 1 - измерительная система, 2 - источник питания, 3 - ключ.Figure 1 presents a functional diagram of a device for automatic measurement of thermophysical properties, where 1 is a measuring system, 2 is a power source, 3 is a key.
Два датчика RK и Ri из платиновой пластины толщиной ~ 1 мкм, шириной 22 мкм, длиной 30 мм, которые включены в разные плечи моста. Эксперименты проводились также с датчиком из платины толщиной ~ 1 мкм, шириной 79 мкм, длиной 30 мм. Причем RK во всех измерениях находится в одной и той же среде (в эксперименте использовался н-пентадекан), при одной и той же температуре (в термостате с тающим льдом). Его назначение - выдавать постоянный сигнал сравнения. Это обеспечивается тем, что силу тока в обоих плечах моста поддерживают неизменной, для чего суммы сопротивлений должны быть равны, то есть R1+R3+RK=R2+R4+Ri. При этом температурные изменения сопротивления Ri компенсируют магазином сопротивлений R4. Для обоих датчиков Ri и RK температурные коэффициенты сопротивления одинаковы.Two sensors R K and R i from a platinum plate ~ 1 μm thick, 22 μm wide, 30 mm long, which are included in different shoulders of the bridge. The experiments were also carried out with a platinum sensor ~ 1 μm thick, 79 μm wide, and 30 mm long. Moreover, R K in all measurements is in the same medium (n-pentadecane was used in the experiment), at the same temperature (in a thermostat with melting ice). Its purpose is to provide a constant comparison signal. This is ensured by the fact that the current strength in both arms of the bridge is kept constant, for which the sum of the resistances must be equal, that is, R 1 + R 3 + R K = R 2 + R 4 + R i . In this case, temperature changes in the resistance R i are compensated by the resistance store R 4 . For both sensors R i and R K, the temperature coefficients of resistance are the same.
Нагревательный датчик расположен внутри трубки. Поперечное сечение трубки может быть произвольной формы. Расстояние от поверхности нагревательного датчика до внутренней стенки трубки выбирается из условия, чтобы за время измерения температурная волна от датчика не достигла стенки. Трубка по длине должна быть прямолинейной и постоянного сечения. Длина трубки до и после датчика должна быть не меньше 40 расстояний от поверхности нагревательного датчика до внутренней стенки трубки. По трубке пропускается поток жидкости или газа, имеющий постоянную скорость.The heating sensor is located inside the tube. The cross section of the tube may be of arbitrary shape. The distance from the surface of the heating sensor to the inner wall of the tube is selected so that during the measurement the temperature wave from the sensor does not reach the wall. The tube should be straight and constant in length. The length of the tube before and after the sensor must be at least 40 distances from the surface of the heating sensor to the inner wall of the tube. A stream of liquid or gas is passed through the tube at a constant speed.
Работа устройства основана на измерении и запоминании дискретных значений амплитуды импульса (напряжения) через известные временные интервалы, характеризующие разбаланс моста, в связи с изменением сопротивления нагревательного датчика-пластины.The operation of the device is based on measuring and storing discrete values of the amplitude of the pulse (voltage) at known time intervals characterizing the imbalance of the bridge, in connection with a change in the resistance of the heating sensor-plate.
Полученные амплитуды напряжения на диагонали мостовой схемы по тарировочным зависимостям пересчитываются в температуру датчика. Строятся термограммы, представляющие собой графики зависимости температуры датчика от времени. Затем по начальному участку термограммы, характеризующейся параметрами (3) и (4), по зависимости (5) определяют коэффициент температуропроводности исследуемой жидкости или газа.The obtained voltage amplitudes on the diagonal of the bridge circuit according to calibration dependencies are converted to the sensor temperature. Thermograms are constructed, which are graphs of the temperature of the sensor versus time. Then, from the initial portion of the thermogram, characterized by parameters (3) and (4), according to dependence (5), the thermal diffusivity of the studied liquid or gas is determined.
Для измерения коэффициентов тепловой активности, теплопроводности и кинематической вязкости замыкают накоротко вход и выход дополнительного датчика при значении дополнительного переменного сопротивления в мостовой схеме, равного нулю. Затем строят термограмму для исследуемой жидкости или газа. На первом участке, характеризующемся условием (6), по зависимости (7) определяют коэффициент тепловой активности. На втором участке, характеризующемся условием (3) и (4), по зависимости (8) определяют коэффициент температуропроводности. На третьем участке термограммы, характеризующемся условием (9), по зависимости (10) определяют коэффициент по кинематической вязкости.To measure the coefficients of thermal activity, thermal conductivity and kinematic viscosity, the input and output of the additional sensor are short-circuited when the value of the additional variable resistance in the bridge circuit is zero. Then build a thermogram for the test fluid or gas. In the first section, characterized by condition (6), the coefficient of thermal activity is determined by dependence (7). In the second section, characterized by condition (3) and (4), the coefficient of thermal diffusivity is determined by dependence (8). In the third section of the thermogram, characterized by condition (9), according to dependence (10), the coefficient is determined by the kinematic viscosity.
Длительность измеряемого импульса задают с помощью генератора. По команде "ПУСК" с клавиатуры компьютера по восьми выходам проходит сигнал "Упр.", выбирающий нужное внешнее устройство. Через элемент И проходит сигнал "Упр." и устанавливает в ожидание элементы 4И, с выходов которых в двоичном коде по два байта будут передаваться дискретные значения напряжений через каждые τ (в данном случае τ=12 мкс) сигнал с выхода элемента И блока управления измерениями в блоке синхронизации на одном входе элемента 3И устанавливает одно из разрешений и одновременно через формирователь триггер устанавливается в исходное состояние, выходной сигнал с которого устанавливает в исходное состояние делитель частоты. Сигнал "ВВ" с 9-го выхода компьютера и сигнал с выхода делителя частоты управляют состоянием триггера, т.е. Сигнал "ВВ" с компьютера n раз подтверждает состояние триггера, в течение которого на втором выходе появляется задающий импульс, в течение длительности которого через оптрон и открытый транзисторный ключ на датчике измерительного моста генерируется импульс, амплитуда которого определяется источником напряжения.The duration of the measured pulse is set using the generator. At the “START” command, the “Exercise” signal passes through eight outputs from the computer keyboard and selects the desired external device. Through the element And passes the signal "Exercise" and sets pending 4I elements, the outputs of which in binary code of two bytes will transmit discrete voltage values every τ (in this case τ = 12 μs), the signal from the output of the And element of the measurement control unit in the synchronization unit at one input of the 3I element sets one of the permissions and simultaneously through the shaper, the trigger is set to its initial state, the output signal from which sets the frequency divider to its initial state. The “BB” signal from the 9th output of the computer and the signal from the output of the frequency divider control the state of the trigger, i.e. The “BB” signal from the computer n times confirms the state of the trigger, during which the driving pulse appears on the second output, during which the pulse is generated through the optocoupler and the open transistor switch on the measuring bridge sensor, the amplitude of which is determined by the voltage source.
Импульс разбаланса с двух входов другой диагонали моста через дифференциальный усилитель поступает на аналоговый вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Делитель частоты задает длительность импульса измерения Т на датчике измерительного моста, управляя состоянием триггера, и длительность интервалов между дискретными измерениями, т.е. через каждые τ с одного выхода триггера через элемент ИЛИ подается на АЦП разрешение на измерение (сигнал "Запуск АЦП"), через время преобразования сигнала "Конец измерения" с первого выхода АЦП поступает через некоторую задержку на другой вход триггера, т.е. переводит его в состояние ожидания, чтобы по следующему сигналу с делителя частоты через интервал между дискретным измерением вновь подать разрешение на АЦП для измерения следующего дискретного значения. Вместе с измерением происходит преобразование, на десяти выходах АЦП устанавливается Ui в двоичном коде. Другая особенность устройства связана с тем, что в машину можно одновременно передать код по восьми входам, а АЦП для большей точности измерения используются с точностью 8, 16, 32 выходами и т.д.An unbalance pulse from two inputs of the other diagonal of the bridge through a differential amplifier is fed to the analog input of an analog-to-digital converter (ADC). The frequency divider sets the duration of the measurement pulse T at the sensor of the measuring bridge, controlling the state of the trigger, and the duration of the intervals between discrete measurements, i.e. every τ from one trigger output through the OR element, a measurement permission is sent to the ADC (“ADC start” signal), after the conversion of the “End of measurement” signal from the first ADC output, after some delay, it goes to the other trigger input, i.e. puts it in the standby state, so that the next signal from the frequency divider through the interval between the discrete measurement again apply permission to the ADC to measure the next discrete value. Along with the measurement, conversion takes place, at ten outputs of the ADC, U i is set in binary code. Another feature of the device is that the code can be transmitted to the machine at eight inputs at the same time, and the ADCs are used with an accuracy of 8, 16, 32 outputs, etc. for greater measurement accuracy.
Поэтому в интервале между измерением двух соседних дискретных значений нужно передать Ui в двоичном коде двумя байтами, это передается на четвертые входы элементов 4И. Управляется эта передача сигналами "ВВ" и "СИП". По сигналу "Запуск АЦП" с триггера через элемент И формируются два импульса для передачи первого и второго байтов формирователями. Сигнал "ВВ" с компьютера через формирователь дважды устанавливает триггер в исходное состояние, а по сигналу "Запуск АЦП" с триггера через элемент И и формирователи на одном выходе триггера устанавливается дважды сигнал "СИП", который передается на один из трех входов элемента 3И, на двух других входах которого уже установлены разрешения сигналом "Упр." И импульсом измерения Т дважды на выходе элемента 3И формируется сигнал "СИП", который поступает на девятый вход компьютера, он и дает разрешение на запись компьютера двух последовательных байтов с выходов элементов 4И блока.Therefore, in the interval between the measurement of two adjacent discrete values, it is necessary to transfer U i in binary code with two bytes, this is transmitted to the fourth inputs of 4I elements. This transmission is controlled by the signals "BB" and "SIP". The signal "ADC start" from the trigger through the And element generates two pulses for transmitting the first and second bytes by the shapers. The “BB” signal from the computer through the driver twice sets the trigger to its initial state, and by the “ADC start” signal from the trigger through the And element and the former, the “SIP” signal is set twice on the same trigger output, which is transmitted to one of the three inputs of the 3I element, on the other two inputs of which the permissions are already set by the "Exercise" signal And the measurement pulse T twice at the output of element 3I generates a signal "SIP", which is fed to the ninth input of the computer, it gives permission to record the computer two consecutive bytes from the outputs of the elements of the 4I block.
В блоке вывода информации через инвертор элемента 4И устанавливается в состояние ожидания, через инвертор и формирователь проходит сигнал "ВВ" на один из входов триггера, состоянием которого управляют два сигнала "ВВ" и "Запуск АЦП", сигналы с выходов этого триггера формируют сигналы "СИП", дающие разрешение на последовательное прохождение первого и второго байтов на входы компьютера. Первый байт передает информацию с первого по восьмой выходов АЦП, второй - с девятого и выходов. В блоке памяти компьютера запись двух байтов в двоичном коде переводится по программе измерений в десятичное число. Таким образом, чтобы провести измерение в режиме автоматизации с помощью предлагаемого устройства, достаточно ввести программу измерения и нажать клавишу "Пуск". Время измерения равно сумме длительности измеряемого импульса и длительности машинных команд. Предлагаемое устройство позволяет измерять параметры кратковременных процессов, например коэффициент теплопроводности (температуропроводности, тепловой активности, кинематической вязкости) растворов при полимеризации, длительность которых ≤1с и т.п., при необходимости от программ измерения можно обратится к программе вычисления необходимого параметра с выводом на печать.In the information output unit, through the inverter of the 4I element, it is set to the standby state, the “BB” signal passes to one of the inputs of the trigger through the inverter and the former, the state of which is controlled by two signals “BB” and “ADC start”, the signals from the outputs of this trigger form the signals SIP ", giving permission for the sequential passage of the first and second bytes to the inputs of the computer. The first byte transfers information from the first to eighth outputs of the ADC, the second from the ninth and outputs. In the computer's memory block, the recording of two bytes in binary code is converted into a decimal number according to the measurement program. Thus, in order to conduct a measurement in automation mode using the proposed device, it is enough to enter the measurement program and press the "Start" key. The measurement time is equal to the sum of the duration of the measured pulse and the duration of machine instructions. The proposed device allows you to measure the parameters of short-term processes, for example, the coefficient of thermal conductivity (thermal diffusivity, thermal activity, kinematic viscosity) of solutions during polymerization, the duration of which is ≤1 s, etc., if necessary, from the measurement programs, you can go to the program for calculating the necessary parameter with printing .
В качестве исследуемых жидкостей взяты н-октан, н-тетрадекан, н-гексан.The studied liquids were n-octane, n-tetradecane, n-hexane.
Результаты определения коэффициентов температуропроводности α, тепловой активности χ, теплопроводности λ и кинематической вязкости ν на примере н-октана представлены в таблице. Из таблицы видно, что экспериментальные значения α, χ, λ и ν хорошо согласуются с данными, приведенными в литературе.The results of determining the coefficients of thermal diffusivity α, thermal activity χ, thermal conductivity λ and kinematic viscosity ν by the example of n-octane are presented in the table. The table shows that the experimental values of α, χ, λ, and ν are in good agreement with the data presented in the literature.
Погрешность измерения коэффициентов температуропроводности α, тепловой активности χ, теплопроводности λ и кинематической вязкости ν жидкости или газа в потоке оцениваются соответственно: 4-5%, 3-4%, 3-4%, и 6%.The measurement error of the coefficients of thermal diffusivity α, thermal activity χ, thermal conductivity λ and kinematic viscosity ν of a liquid or gas in a stream are estimated, respectively: 4-5%, 3-4%, 3-4%, and 6%.
Источники информацииSources of information
1. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - М.: Наука, 1972. 720 с.1. Vargaftik N.B. Handbook of thermophysical properties of gases and liquids. - M .: Nauka, 1972. 720 p.
2. Варгафтик Н.Б., Филиппов Л.П., Тарзиманов А.А., Тоцкий Е.Е. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 352 с.2. Vargaftik N.B., Filippov L.P., Tarzimanov A.A., Totsky E.E. Handbook of thermal conductivity of liquids and gases. M .: Energoatomizdat, 1990 .-- 352 p.
3. Тарзиманов А.А., Шарафутдинов Р.А., Габитов Ф.Р., Юзмухаметов Ф.Д. Теплопроводность жидких н-алканов и 1-алкенов, не искаженная радиационным переносом энергии. 1. Результаты экспериментального исследования. // Инж.- физ. журнал. 1990. Т.59. № 4. С.662-667.3. Tarzimanov A.A., Sharafutdinov R.A., Gabitov F.R., Yuzmukhametov F.D. Thermal conductivity of liquid n-alkanes and 1-alkenes, not distorted by radiation energy transfer. 1. The results of an experimental study. // Engineering.- Phys. Journal. 1990.V. 59. No. 4. S.662-667.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133803/28A RU2233440C1 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Method of determination of properties of liquid or gas and device for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133803/28A RU2233440C1 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Method of determination of properties of liquid or gas and device for realization of this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002133803A RU2002133803A (en) | 2004-06-10 |
| RU2233440C1 true RU2233440C1 (en) | 2004-07-27 |
Family
ID=33413509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002133803/28A RU2233440C1 (en) | 2002-12-15 | 2002-12-15 | Method of determination of properties of liquid or gas and device for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2233440C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2784681C2 (en) * | 2022-01-26 | 2022-11-29 | Дмитрий Сергеевич Симанков | Apparatus for measuring the thermophysical properties of plastic materials |
-
2002
- 2002-12-15 RU RU2002133803/28A patent/RU2233440C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2784681C2 (en) * | 2022-01-26 | 2022-11-29 | Дмитрий Сергеевич Симанков | Apparatus for measuring the thermophysical properties of plastic materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5056047A (en) | Method and device for measuring fluidic or calorimetric parameters | |
| US4821568A (en) | Method and apparatus for determining a measurable variable | |
| US4848147A (en) | Thermal transient anemometer | |
| US4568198A (en) | Method and apparatus for the determination of the heat transfer coefficient | |
| RU2233440C1 (en) | Method of determination of properties of liquid or gas and device for realization of this method | |
| Martins et al. | Sensitivity analysis and automatic adjustment of a controlled-temperature thermoresistive-based anemometer | |
| RU2139528C1 (en) | Device and method measuring thermophysical properties of liquids and gases | |
| RU2209417C2 (en) | Procedure determining properties of liquid or gas and device for realization of procedure | |
| Friis-Pedersen et al. | Online measurement of thermal diffusivity during cure of an epoxy composite | |
| KR100356994B1 (en) | Thermal conductivity detecting method for fluid and gas | |
| RU2796794C1 (en) | Method for measuring the thermal conductivity of liquids | |
| JPS5786736A (en) | Testing method and device for heat pipe performance | |
| SU974148A1 (en) | Device for measuring thermoconverter thermal lag | |
| JP4042816B2 (en) | Moisture content detection sensor | |
| RU2722088C1 (en) | Method of measuring specific thermal resistance and device for implementation thereof | |
| SU1030670A1 (en) | Thermoconverter thermal lag index determination method | |
| RU2697408C1 (en) | Method of measuring parameters of liquid | |
| SU1151834A1 (en) | Device for measuring temperature (its versions) | |
| JP3246861B2 (en) | Thermal characteristic measuring device and soil moisture content measuring device using the same | |
| SU1157428A1 (en) | Device for automatic determination of liquid and gas thermal conductivity | |
| SU813223A1 (en) | Method of measuring heat capacity per unit volume of liquid substances | |
| JPS5923369B2 (en) | Zero-level heat flow meter | |
| SU870945A1 (en) | Thermal flowmeter | |
| SU1040352A1 (en) | Device for measuring thermoelectric converter thermal lag index | |
| Fedynets et al. | Research and Analysis of Rapidly Changing Gas Flow Temperatures Measurement Methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110413 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201216 |