RU2307344C1 - Device for determining characteristic of materials - Google Patents
Device for determining characteristic of materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2307344C1 RU2307344C1 RU2006112848/28A RU2006112848A RU2307344C1 RU 2307344 C1 RU2307344 C1 RU 2307344C1 RU 2006112848/28 A RU2006112848/28 A RU 2006112848/28A RU 2006112848 A RU2006112848 A RU 2006112848A RU 2307344 C1 RU2307344 C1 RU 2307344C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- integrator
- switch
- control input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Устройство относится к техническим средствам для определения характеристик материалов и может использоваться как при исследовании свойств новых материалов, так и в тепловом неразрушающем контроле.The device relates to technical means for determining the characteristics of materials and can be used both in the study of the properties of new materials, and in thermal non-destructive testing.
Известно устройство [1. А.с. СССР №1265562, G01N 25/18, 1986], реализующее способ определения теплофизических свойств твердых материалов. Данное устройство имеет невысокую точность и низкую помехозащищенность, так как теплофизические характеристики материалов определяют на основании данных о характерной точке первой производной температурной кривой, расстоянии от точки нагрева до точки измерения температуры и мощности импульса излучения нагрева.A device is known [1. A.S. USSR No. 1265562, G01N 25/18, 1986], which implements a method for determining the thermophysical properties of solid materials. This device has low accuracy and low noise immunity, since the thermophysical characteristics of materials are determined on the basis of data on a characteristic point of the first derivative of the temperature curve, the distance from the heating point to the temperature measurement point and the power of the heating radiation pulse.
Известно устройство для определения теплофизических параметров материалов [2. А.с. СССР №1557499, G01N 25/18, 1990], которое имеет невысокую точность вследствие определения теплофизических характеристик материалов на основании определения характерной точки по второй производной температурной кривой. Невысока также точность устройства, так как при интегрировании температурной кривой с момента подачи импульса нагрева (без учета длительности этого импульса) большое влияние на точность измерения оказывают помехи на начальном участке температурной кривой.A device for determining the thermophysical parameters of materials [2. A.S. USSR No. 1557499, G01N 25/18, 1990], which has low accuracy due to the determination of the thermophysical characteristics of materials based on the determination of the characteristic point from the second derivative of the temperature curve. The accuracy of the device is also low, since when integrating the temperature curve from the moment a heating pulse was supplied (without taking into account the duration of this pulse), interference in the initial portion of the temperature curve greatly affects the measurement accuracy.
Известно устройство для прецизионного определения характеристик материалов [3. А.с. СССР №1755150, G01N 25/18, 1992], которое определяет момент времени начала регуляризации режима нагрева образца на основании анализа второй производной температурной кривой, что снижает точность определения этого момента. Кроме того, при одностороннем доступе к объекту анализа температурная кривая не имеет точки перегиба, что не дает возможности определить с помощью известного устройства момент времени начала регуляризации режима нагрева, а это, в свою очередь, уменьшает функциональные возможности устройства в определенных условиях (известное устройство может применяться в лабораторных условиях и на объектах с возможностью двухстороннего доступа).A device for the precise determination of the characteristics of materials [3. A.S. USSR No. 1755150, G01N 25/18, 1992], which determines the time point of the beginning of the regularization of the heating mode of the sample based on the analysis of the second derivative of the temperature curve, which reduces the accuracy of this moment. In addition, with one-sided access to the object of analysis, the temperature curve does not have an inflection point, which makes it impossible to determine, with the help of a known device, the time of the start of regularization of the heating mode, and this, in turn, reduces the functionality of the device under certain conditions (a known device used in laboratory conditions and at facilities with the possibility of two-way access).
Известны устройства для определения характеристик материалов [4. Патент РФ №2154268, G01N 25/18, 2000. 5. Патент РФ №2184955, G01N 25/18, 2002], определяющие теплофизические характеристики материалов с помощью двухстороннего импульсного теплового метода, что уменьшает функциональные возможности известных устройств и не позволяет использовать их для определения характеристик материалов изделий с возможностью одностороннего доступа.Known devices for determining the characteristics of materials [4. RF patent No. 2154268, G01N 25/18, 2000. 5. RF patent No. 2184955, G01N 25/18, 2002], determining the thermophysical characteristics of materials using a two-sided pulsed thermal method, which reduces the functionality of known devices and does not allow them to be used for characterization of product materials with one-way access.
Известно устройство для определения теплофизических характеристик [6. Патент РФ №2132548, G01N 25/18, 1999], наиболее близкое по структуре к заявляемому устройству, содержащее источник импульсного нагрева, вход которого соединен с выходом синхронизатора, термопару, подключенную через усилитель к входу дифференциатора, семь интеграторов, четыре компаратора, два масштабных усилителя, триггер, блок деления, схему совпадения, датчик длительности нагрева и источник опорного напряжения, при этом первый вход управления первого интегратора соединен с выходом синхронизатора, а информационный вход - с выходом источника опорного напряжения, информационный вход второго интегратора соединен с выходом усилителя, информационные входы третьего, четвертого и пятого интеграторов соединены с выходом источника опорного напряжения, а выходы каждого из них соединены с первыми входами первого, второго и третьего компараторов соответственно, вторые входы которых соединены с выходом первого масштабного усилителя, а вход первого масштабного усилителя соединен с выходом первого интегратора, выход первого компаратора соединен с первыми входами управления второго, третьего, четвертого и шестого интеграторов, выход второго компаратора соединен с вторыми входами управления четвертого и шестого интеграторов, первым входом управления пятого интегратора и первым входом управления седьмого интегратора, второй вход управления которого соединен с выходом третьего компаратора и вторым входом управления пятого интегратора, а информационный вход - с информационными входами второго и шестого интеграторов, причем выходы первого масштабного усилителя, второго, шестого и седьмого интеграторов являются первым, вторым, третьим и четвертым выходами устройства соответственно, выход первого интегратора через второй масштабный усилитель соединен с входом делителя блока деления, вход делимого которого соединен с выходом усилителя, а выход - с первым входом четвертого компаратора, второй вход которого соединен с выходом дифференциатора, а выход - с первым входом схемы совпадения, выход которой соединен с вторыми входами управления первого, второго и третьего интеграторов, а второй вход - с выходом триггера, первый вход которого соединен с выходом синхронизатора, а второй вход - с выходом датчика длительности импульса нагрева.A device for determining the thermophysical characteristics [6. RF patent No. 2132548, G01N 25/18, 1999], closest in structure to the claimed device, containing a pulse heating source, the input of which is connected to the synchronizer output, a thermocouple connected through an amplifier to the input of the differentiator, seven integrators, four comparators, two large-scale an amplifier, a trigger, a division unit, a matching circuit, a heating duration sensor and a reference voltage source, the first control input of the first integrator being connected to the synchronizer output, and the information input to the output of the reference source voltage, the information input of the second integrator is connected to the output of the amplifier, the information inputs of the third, fourth and fifth integrators are connected to the output of the reference voltage source, and the outputs of each of them are connected to the first inputs of the first, second and third comparators, respectively, the second inputs of which are connected to the output the first scale amplifier, and the input of the first scale amplifier is connected to the output of the first integrator, the output of the first comparator is connected to the first control inputs of the second, third of the fourth, sixth integrators, the output of the second comparator is connected to the second control inputs of the fourth and sixth integrators, the first control input of the fifth integrator and the first control input of the seventh integrator, the second control input of which is connected to the output of the third comparator and the second control input of the fifth integrator, and the information the input is with the information inputs of the second and sixth integrators, and the outputs of the first large-scale amplifier, the second, sixth and seventh integrators are the first, w In the third, fourth and fourth outputs of the device, respectively, the output of the first integrator through the second scale amplifier is connected to the input of the divider of the division unit, the input of the dividend of which is connected to the output of the amplifier, and the output to the first input of the fourth comparator, the second input of which is connected to the output of the differentiator, and the output - with the first input of the coincidence circuit, the output of which is connected to the second control inputs of the first, second and third integrators, and the second input - with the output of the trigger, the first input of which is connected to the sync output izatora and the second input - to the output of the sensor heating pulse duration.
Известное устройство [6] имеет невысокую точность, так как критерий, с помощью которого определяется момент времени начала регуляризации температурного режима материала образца, основан на использовании эмпирической зависимости, применение которой приводит к погрешности определения момента времени начала регуляризации температурного режима, превышающей 5% вследствие асимптотического поведения первой производной выбранной функции в области нулевого значения. Определение величин одинаковых интервалов времени, в течение которых производится интегрирование величины измеряемой температуры известным устройством [6], производится с помощью трех различных измерительных каналов, что также приводит к увеличению погрешности устройства.The known device [6] has low accuracy, since the criterion with which to determine the time of the start of regularization of the temperature regime of the sample material is based on the empirical dependence, the use of which leads to an error in determining the time of the start of the regularization of the temperature of more than 5% due to the asymptotic the behavior of the first derivative of the selected function in the region of zero value. The determination of the values of the same time intervals during which the integration of the measured temperature by the known device [6] is performed using three different measuring channels, which also leads to an increase in the error of the device.
Задачей изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей устройства.The objective of the invention is to improve the accuracy and expansion of the functionality of the device.
В устройство, содержащее источник импульсного нагрева, термопару, подключенную через усилитель к входу дифференциатора, пять интеграторов, компаратор, масштабный усилитель, датчик длительности импульса нагрева, блок деления, вход делителя которого соединен с выходом усилителя, источник опорного напряжения, при этом первый вход управления первого интегратора соединен с выходом компаратора, а информационные входы первого и второго интеграторов соединены с выходом источника опорного напряжения, причем выходы масштабного усилителя, третьего, четвертого и пятого интеграторов являются первым, вторым, третьим и четвертым выходами устройства соответственно, выход второго интегратора соединен с входом масштабного усилителя, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом первого интегратора, дополнительно введены блок умножения, экстрематор, переключатель, два делителя частоты и два блока памяти, при этом выход дифференциатора соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, а выход соединен с входом делимого блока деления, выход которого соединен с входом экстрематора, выход которого соединен с вторым входом управления первого интегратора и первыми входами управления второго, третьего, четвертого и пятого интеграторов и первым входом управления переключателя, второй вход управления которого соединен с выходом компаратора и входом первого делителя частоты, третий вход управления переключателя соединен с выходом датчика длительности импульса нагрева, третьим входом управления первого интегратора, вторым входом управления второго интегратора и входом управления первого блока памяти, выход которого является пятым выходом устройства, а информационный вход соединен с выходом усилителя, информационными входами второго блока памяти и переключателя, первый выход которого соединен с информационным входом третьего интегратора, второй выход переключателя соединен с информационным входом четвертого интегратора, третий выход переключателя соединен с информационным входом пятого интегратора, второй вход управления которого соединен с вторыми входами управления третьего и четвертого интеграторов, выходом первого делителя частоты и входом второго делителя частоты, выход которого соединен с входом управления второго блока памяти, выход которого является шестым выходом устройства, вход источника импульсного нагрева соединен с пусковой клеммой.In a device containing a source of pulse heating, a thermocouple connected through an amplifier to the input of the differentiator, five integrators, a comparator, a scale amplifier, a sensor for the duration of the heating pulse, a division unit, the input of the divider of which is connected to the output of the amplifier, a reference voltage source, while the first control input the first integrator is connected to the output of the comparator, and the information inputs of the first and second integrators are connected to the output of the reference voltage source, and the outputs of the scale amplifier, t of the fourth, fifth, and fifth integrators are the first, second, third, and fourth outputs of the device, respectively, the output of the second integrator is connected to the input of a scale amplifier, the output of which is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the output of the first integrator, an additional multiplier, an extremator are introduced , a switch, two frequency dividers and two memory blocks, while the output of the differentiator is connected to the first input of the multiplication unit, the second input of which is connected to the output of the second integrator and the output is connected to the input of the divisible division unit, the output of which is connected to the input of the extremator, the output of which is connected to the second control input of the first integrator and the first control inputs of the second, third, fourth and fifth integrators and the first control input of the switch, the second control input of which is connected to the output of the comparator and the input of the first frequency divider, the third input of the switch control is connected to the output of the sensor for the duration of the heating pulse, the third control input of the first integrator, second the control input of the second integrator and the control input of the first memory block, the output of which is the fifth output of the device, and the information input is connected to the amplifier output, the information inputs of the second memory block and switch, the first output of which is connected to the information input of the third integrator, the second switch output is connected to information input of the fourth integrator, the third output of the switch is connected to the information input of the fifth integrator, the second control input of which is connected to the second and control inputs of the third and fourth integrator output of the first frequency divider and the input of the second frequency divider, whose output is connected to the memory input of the second control unit, the output of which is the sixth output device, the heating source pulse input is connected to the trigger terminal.
На фиг.1 и 2 изображены: фиг.1 - схема устройства; фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Figure 1 and 2 show: figure 1 - diagram of the device; figure 2 - timing diagrams explaining his work.
Устройство содержит источник 1 импульсного нагрева, термопару 2, измеряющую температуру поверхности образца 3, усилитель 4, дифференциатор 5, блок умножения 6, блок деления 7, экстрематор 8, датчик 9 длительности импульса нагрева, интеграторы 10-14, источник 15 опорного напряжения, масштабный усилитель 16, компаратор 17, переключатель 18, делители 19,20 частоты, блоки памяти 21, 22.The device contains a
Источник 1 импульсного нагрева оптически связан с датчиком 9 и образцом 3, температура поверхности которого измеряется термопарой 2. Вход источника 1 импульсного нагрева соединен с пусковой клеммой. Термопара 2 соединена с входом усилителя 4. Выход усилителя 4 соединен с входом дифференциатора 5, входом делителя блока деления 7 и информационными входами переключателя 18, первого блока памяти 21 и второго блока памяти 22. Первый вход управления первого интегратора 10 соединен с выходом компаратора 17, вторым входом управления переключателя 18 и входом первого делителя 19 частоты. Информационные входы первого 10 и второго 11 интеграторов соединены с выходом источника 15 опорного напряжения. Выход второго интегратора 11 соединен с входом масштабного усилителя 16 и вторым входом блока умножения 6. Выход дифференциатора 5 соединен с первым входом блока умножения 6. Выход блока умножения 6 соединен с входом делимого блока деления 7. Выход блока деления 7 соединен с входом экстрематора 8. Выход экстрематора 8 соединен с вторым входом управления первого интегратора 10, первыми входами управления второго 11, третьего 12, четвертого 13 и пятого 14 интеграторов и первым входом управления переключателя 18. Выход датчика 9 соединен с третьим входом управления первого интегратора 10, вторым входом управления второго интегратора 11, входом управления первого блока памяти 21 и третьим входом управления переключателя 18. Первый выход переключателя 18 соединен с информационным входом третьего интегратора 12, второй выход переключателя 18 соединен с информационным входом четвертого интегратора 13, третий выход переключателя 18 соединен с информационным входом пятого интегратора 14. Выход масштабного усилителя 16 соединен с первым входом компаратора 17 и первым В1 выходом устройства. Выход первого интегратора 10 соединен с вторым входом компаратора 17. Выход первого делителя 19 частоты соединен с вторыми входами управления третьего 12, четвертого 13 и пятого 14 интеграторов и входом второго делителя 20 частоты. Выход второго делителя 20 частоты соединен с входом управления второго блока памяти 22. Выходы третьего 12, четвертого 13 и пятого 14 интеграторов соединены с вторым В2, третьим В3 и четвертым В4 выходами устройства соответственно. Выходы первого 21 и второго 22 блоков памяти соединены с пятым В5 и шестым В6 выходами устройства соответственно.The
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При подаче сигнала на пусковую клемму поступает сигнал на вход источника 1 импульсного нагрева. Источник 1 запускается, при этом тепловой поток от источника 1 поступает на поверхность образца 3 и вход датчика 9. Температура поверхности образца 3 измеряется термопарой 2, сигнал с выхода которой усиливается усилителем 4 и поступает на информационные входы блоков памяти 21, 22, переключателя 18, вход делителя блока деления 7 и вход дифференциатора 5.When a signal is applied to the start terminal, a signal is supplied to the input of the
При срабатывании датчика 9 в момент времени tu (фиг.2) сигнал с его выхода поступает на третий вход управления первого интегратора 10, второй вход управления второго интегратора 11, третий вход управления переключателя 18 и вход управления первого блока памяти 21. Интеграторы 10, 11, переключатель 18 и первый блок памяти 21 устанавливаются в исходное состояние. Исходному состоянию интегратора 10 соответствует такое состояние, при котором интегратор 10 находится в режиме хранения и на выходе интегратора 10 сигнал отсутствует (нулевое состояние). Исходному состоянию интегратора 11 соответствует такое состояние, при котором интегратор 11 находится в режиме интегрирования и на выходе интегратора 11 сигнал отсутствует. Исходному состоянию переключателя 18 соответствует такое состояние, при котором информационный вход переключателя 18 отключен от его первого, второго и третьего выходов. Исходному состоянию первого блока памяти 21 соответствует режим записи величины сигнала, поступающего на информационный вход первого блока памяти 21 с выхода усилителя 4. В первый блок памяти 21 записывается значение сигнала на выходе усилителя 4, соответствующее величине Tu температуры поверхности образца 3 в момент времени tu. С выхода первого блока памяти 21 сигнал, соответствующий величине Tu температуры поверхности образца 3 в момент времени tu, поступает на пятый В5 выход устройства.When the
С выхода дифференциатора 5 сигнал, пропорциональный первой производной Т! температуры T поверхности образца 3, поступает на первый вход блока умножения 6. На второй вход блока умножения 6 поступает с выхода второго интегратора 11 сигнал, величина которого пропорциональна интервалу времени Δt, в течение которого интегратор 11 находится в режиме интегрирования. С выхода блока умножения 6 на вход делимого блока деления 7 поступает сигнал, величина которого пропорциональна произведению Т! Δt. С выхода усилителя 4 на вход делителя блока деления 7 поступает сигнал, величина которого пропорциональна величине Т температуры поверхности образца 3. С выхода блока деления 7 на вход экстрематора 8 поступает сигнал, величина которого пропорциональна частному от деления величины сигнала, пропорционального произведению Т! Δt, на величину сигнала, пропорционального температуре Т поверхности образца 3.From the output of the differentiator 5, a signal proportional to the first derivative T ! temperature T of the surface of sample 3, is fed to the first input of the multiplication unit 6. The second input of the multiplication unit 6 receives a signal from the output of the
При достижении сигналом на выходе блока деления 7 минимального значения в момент времени tм срабатывает экстрематор 8. Сигнал с выхода экстрематора 8 поступает на второй вход управления первого интегратора 10, первые входы управления второго 11, третьего 12, четвертого 13 и пятого 14 интеграторов и первый вход управления переключателя 18. Первый интегратор 10 переводится в режим интегрирования величины сигнала, поступающего на его информационный вход с выхода источника 15 опорного напряжения. Второй интегратор 11 переводится в режим хранения. Интеграторы 12-14 устанавливаются в нулевое состояние и в режим интегрирования сигналов, поступающих на их информационные входы с выходов переключателя 18. Переключатель 18 устанавливается в такое состояние, при котором сигнал, поступающий на его информационный вход с выхода усилителя 4, поступает на первый выход переключателя 18. С выхода усилителя 4 сигнал через переключатель 18 поступает на информационный вход третьего интегратора 12.When the signal at the output of the division unit 7 reaches the minimum value at time t m, the
На первый вход компаратора 17 через масштабный усилитель 16 с коэффициентом усиления K1=0,1 поступает сигнал с выхода второго интегратора 11. На второй вход компаратора 17 поступает сигнал с выхода первого интегратора 10.At the first input of the
При равенстве сигналов на входах в момент времени t1 компаратор 17 срабатывает. Сигнал с выхода компаратора 17 поступает на первый вход управления первого интегратора 10, вход первого делителя 19 частоты и второй вход управления переключателя 18. Интегратор 10 устанавливается в нулевое состояние. Переключатель 18 устанавливается в такое состояние, при котором его информационный вход отключается от первого выхода и подключается к второму выходу. С выхода усилителя 4 сигнал через переключатель 18 поступает на информационный вход четвертого интегратора 13.If the signals at the inputs are equal at time t 1, the comparator 17 is activated. The signal from the output of the
При равенстве сигналов на входах в момент времени t2 компаратор 17 вновь срабатывает. Сигнал с выхода компаратора 17 поступает на первый вход управления первого интегратора 10, вход первого делителя 19 частоты и второй вход управления переключателя 18. Интегратор 10 устанавливается в нулевое состояние. Переключатель 18 устанавливается в такое состояние, при котором его информационный вход отключается от второго выхода и подключается к третьему выходу. С выхода усилителя 4 сигнал через переключатель 18 поступает на информационный вход пятого интегратора 14.If the signals at the inputs are equal at time t 2, the comparator 17 is again activated. The signal from the output of the
При равенстве сигналов на входах в момент времени t3 компаратор 17 вновь срабатывает. Сигнал с выхода компаратора 17 поступает на первый вход управления первого интегратора 10, вход первого делителя 19 частоты и второй вход управления переключателя 18. Интегратор 10 устанавливается в нулевое состояние. Переключатель 18 устанавливается в такое состояние, при котором его информационный вход отключается от третьего выхода. Первый делитель 19 частоты, коэффициент деления которого К2=3, срабатывает и сигнал с его выхода поступает на вход второго делителя 20 частоты и вторые входы управления интеграторов 12-14. Интеграторы 12-14 устанавливаются в режим хранения. Сигналы с выходов третьего 12, четвертого 13 и пятого 14 интеграторов поступают на второй, третий и четвертый выходы устройства соответственно.If the signals at the inputs are equal at time t 3, the comparator 17 is again activated. The signal from the output of the
В моменты времени t6, t9, t12 и т.д. срабатывает первый делитель 19 частоты. Сигнал с выхода первого делителя 19 частоты поступает на вход второго делителя 20 частоты. При равенстве сигналов на входах в момент времени t60 компаратор 17 срабатывает в шестидесятый раз. Сигнал с выхода компаратора 17 поступает на вход первого делителя 19 частоты. Первый делитель 19 частоты срабатывает в двадцатый раз. Сигнал с выхода первого делителя 19 частоты поступает на вход второго делителя 20 частоты. Второй делитель 20 частоты, коэффициент деления которого К3=20, срабатывает. Сигнал с выхода второго делителя 20 частоты поступает на вход управления второго блока памяти 22. Второй блок памяти 22 устанавливается в режим записи. Во второй блок памяти 22 записывается значение сигнала на выходе усилителя 4, соответствующее величине температуры Тк поверхности образца 3 в момент времени t60. С выхода второго 22 блока памяти сигнал, соответствующий величине температуры Тк поверхности образца 3 в момент времени t60, поступает на шестой В6 выход устройства.At times t 6 , t 9 , t 12 , etc. the
На фиг.2 сверху вниз показаны временные диаграммы сигналов на выходах усилителя 4, датчика 9 длительности импульса нагрева, экстрематора 8, компаратора 17, интегратора 12, интегратора 13, интегратора 14, делителя 19 частоты.Figure 2 shows from top to bottom the timing diagrams of the signals at the outputs of the
Таким образом, при импульсном нагреве излучением от источника 1 импульсного нагрева поверхности плоского непрозрачного или полупрозрачного для излучения нагрева образца 3 конечной толщины L через количество поглощенной энергии Q кусочным интегрированием температурной кривой с задаваемым самим устройством постоянным шагом по времени Δτ=0,1τ*; где τ*=tм-tu, начиная с момента времени начала регуляризации температурного режима образца 3, соответствующим моменту времени tм достижения минимального значения функциейThus, in case of pulsed heating by radiation from a
где T0 - критерий термической однородности, характеризующий тепловое взаимодействие импульса нагрева с материалом образца 3 [7. Troitsky, Reiss H. Remote nondestructive monitoring of coatings and materials by the flash technique // High Temperatures - High Pressures, 2000, v.32, pp.391-395];where T 0 is the criterion of thermal uniformity characterizing the thermal interaction of the heating pulse with the material of sample 3 [7. Troitsky, Reiss H. Remote nondestructive monitoring of coatings and materials by the flash technique // High Temperatures - High Pressures, 2000, v.32, pp.391-395];
Т! - первая производная температуры материала образца 3 в точке измерения;T ! - the first derivative of the temperature of the material of sample 3 at the measurement point;
τ=t-tu, t - текущий момент времени;τ = tt u , t is the current time;
теплофизические характеристики материала образца 3 определяют по формулам:Thermophysical characteristics of the material of sample 3 are determined by the formulas:
где 
Δτ - величина сигнала на выходе масштабного усилителя 16;Δτ is the magnitude of the signal at the output of the scale amplifier 16;
а, b, λ - соответственно коэффициенты температуропроводности, теплоусвояемости и теплопроводности материала образца 3;a, b, λ - respectively, the coefficients of thermal diffusivity, heat absorption and thermal conductivity of the material of sample 3;
γ - объемная теплоемкость материала образца 3.γ is the volumetric heat capacity of the material of sample 3.
Вычисление коэффициентов а, b, γ, λ по формулам (1)-(4) не представляет технической сложности и реализуется стандартными алгоритмами.The calculation of the coefficients a, b, γ, λ according to formulas (1) - (4) is not of technical complexity and is implemented by standard algorithms.
Коэффициент абсорбции μ материала образца 3 для длины волны возбуждения определяют методом итераций из уравненияThe absorption coefficient μ of the material of sample 3 for the excitation wavelength is determined by iteration from the equation
где Тк - установившаяся температура материала образца 3 в точке измерения в момент времени t60 через интервал времени τк=6τ* после момента времени tм начала регуляризации температурного режима;where T to - the steady-state temperature of the material of sample 3 at the measurement point at time t 60 through the time interval τ k = 6τ * after time t m the beginning of the regularization of the temperature regime;
Tu - температура материала образца 3 в точке измерения в момент времени tu окончания импульса нагрева.T u is the temperature of the material of sample 3 at the measurement point at time t u the end of the heating pulse.
Таким образом, устройство обладает повышенной точностью за счет применения более точного, чем в прототипе, критерия для определения момента времени начала регуляризации температурного режима материала образца 3 и исключения определения трех одинаковых по длительности временных интервалов с помощью различных измерительных каналов, а также расширенными функциональными возможностями за счет определения параметров, необходимых для вычисления значения коэффициента абсорбции материала образца 3 для длины волны возбуждения.Thus, the device has increased accuracy due to the use of a more accurate criterion than in the prototype for determining the time of the start of regularization of the temperature regime of the material of sample 3 and eliminating the determination of three identical time intervals using different measuring channels, as well as advanced functionality beyond by determining the parameters necessary to calculate the value of the absorption coefficient of the material of sample 3 for the excitation wavelength.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006112848/28A RU2307344C1 (en) | 2006-04-17 | 2006-04-17 | Device for determining characteristic of materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006112848/28A RU2307344C1 (en) | 2006-04-17 | 2006-04-17 | Device for determining characteristic of materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2307344C1 true RU2307344C1 (en) | 2007-09-27 |
Family
ID=38954276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006112848/28A RU2307344C1 (en) | 2006-04-17 | 2006-04-17 | Device for determining characteristic of materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2307344C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544312C1 (en) * | 2013-10-14 | 2015-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Device for determination of characteristics of materials |
-
2006
- 2006-04-17 RU RU2006112848/28A patent/RU2307344C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2544312C1 (en) * | 2013-10-14 | 2015-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Device for determination of characteristics of materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gustavsson et al. | Thermal conductivity, thermal diffusivity, and specific heat of thin samples from transient measurements with hot disk sensors | |
| Zeng et al. | Absolute peak slope time based thickness measurement using pulsed thermography | |
| RU2387981C1 (en) | Method for complex detection of thermal characteristics of materials | |
| WO2012167403A1 (en) | Method for measuring thickness by pulsed infrared thermal wave technology | |
| CN101464422B (en) | Thermal conductivity coefficient measurement instrument for solid material | |
| Löhle et al. | Characterization of a heat flux sensor using short pulse laser calibration | |
| RU2307344C1 (en) | Device for determining characteristic of materials | |
| RU2392612C1 (en) | Device to determine characteristics of materials | |
| RU2439511C1 (en) | Method of simultaneous determination of material heat capacity and thermal expansion | |
| RU2664897C1 (en) | Method of temperature sensor thermal time constant measuring | |
| RU2330250C1 (en) | Temperature detection method | |
| RU2544312C1 (en) | Device for determination of characteristics of materials | |
| RU2132548C1 (en) | Device for measuring thermal characteristics | |
| Bohac et al. | New planar disc transient method for the measurement of thermal properties of materials | |
| JP2001108641A (en) | Measuring method for contact thermal resistance | |
| RU2178166C2 (en) | Method of complex determination of thermal and physical characteristics of solid and dispersive materials | |
| Longo | A steady-state apparatus to measure the thermal conductivity of solids | |
| RU2184955C1 (en) | Device determining characteristics of materials | |
| RU2523760C1 (en) | Method of measuring thermal effects using differential modulation scanning calorimeter and calorimeter therefor | |
| RU2255330C1 (en) | Device for measuring characteristics of materials | |
| RU2773767C1 (en) | Method for determining the parameters of damped transient response | |
| RU2823581C1 (en) | Luminescent measurement device | |
| Štofanik et al. | RT-Lab-the Equipment for measuring thermophysical properties by transient methods | |
| RU2424505C1 (en) | Method for complex determination of thermal and physical characteristics of materials | |
| RU2788562C1 (en) | Method for determining the complex of thermophysical characteristics of solid construction materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080418 |