RU2424505C1 - Method for complex determination of thermal and physical characteristics of materials - Google Patents
Method for complex determination of thermal and physical characteristics of materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2424505C1 RU2424505C1 RU2010108802/28A RU2010108802A RU2424505C1 RU 2424505 C1 RU2424505 C1 RU 2424505C1 RU 2010108802/28 A RU2010108802/28 A RU 2010108802/28A RU 2010108802 A RU2010108802 A RU 2010108802A RU 2424505 C1 RU2424505 C1 RU 2424505C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- heat source
- thermocouple
- materials
- time
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области теплофизических измерений методами мгновенного источника тепла.The present invention relates to the field of thermophysical measurements by instantaneous heat source methods.
Известен метод мгновенного источника тепла для комплексного определения теплофизических характеристик материалов (Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М., Физматгиз, 1962 г., 456 с.).The known method of instant heat source for the comprehensive determination of the thermophysical characteristics of materials (Chudnovsky AF Thermophysical characteristics of dispersed materials. M., Fizmatgiz, 1962, 456 pp.).
Недостатком этого метода является сравнительно длительное проведение эксперимента, а также большая погрешность определения экстремума температурной кривой вследствие «размытости» характера термограммы нагрева в области ее максимальных значений.The disadvantage of this method is the relatively long experiment, as well as the large error in determining the extremum of the temperature curve due to the “fuzziness” of the nature of the heating thermogram in the region of its maximum values.
Известен способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов (Авт.свид. №1635099 SU Al, G01N 25/18, 15.03.91 г., Бюл.№10), принятый за прототип, заключающийся в нагреве плоской поверхности материала импульсным источником тепла постоянной мощности, измерением в заданный момент времени температуры в двух точках, расположенных по перпендикуляру к линейному импульсному источнику тепла, при этом измеряют температуру в дополнительной точке, расположенной между двумя первыми, температуру в которых регистрируют в момент достижения максимальной температуры в дополнительной точке и последующим расчетом искомых характеристик по формулам.A known method for the comprehensive determination of the thermophysical characteristics of materials (Autosvid. No. 1635099 SU Al, G01N 25/18, 03/15/91, Bull. No. 10), adopted as a prototype, which consists in heating a flat surface of the material with a pulsed heat source of constant power, measuring at a given point in time the temperature at two points located perpendicular to the linear pulsed heat source, while measuring the temperature at an additional point located between the two first ones, the temperature of which is recorded at the time mal temperature at the addition point and then calculating the desired characteristics by the formulas.
Недостатком этого способа является большая погрешность определения теплофизических характеристик материалов вследствие «размытости» характера изменения термограммы нагрева в дополнительной точке в области ее максимальных значений, соответственно значительная погрешность определения момента времени, соответствующего экстремуму температурной кривой.The disadvantage of this method is the large error in determining the thermophysical characteristics of materials due to the “fuzziness” of the nature of the change in the heating thermogram at an additional point in the region of its maximum values, respectively, a significant error in determining the point in time corresponding to the extremum of the temperature curve.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности измерений.The technical result of the invention is to improve the accuracy of measurements.
На чертеже приведена схема для реализации предлагаемого способа.The drawing shows a diagram for implementing the proposed method.
На плоской поверхности полубесконечного в тепловом отношении материала установлен импульсный источник 1 тепла и датчики температуры с тремя термопарами 2, расположенными по перпендикуляру к линейному источнику тепла на поверхности исследуемого материала 3, при этом вторая термопара через усилитель и нуль-органа соединена по дифференциальной схеме с первой термопарой.A pulse heat source 1 and temperature sensors with three thermocouples 2 located perpendicular to the linear heat source on the surface of the material 3 under investigation are mounted on a flat surface of a material semi-infinite in heat terms, while the second thermocouple is connected through an amplifier and a zero-organ in the differential circuit to the first thermocouple.
После подачи теплового импульса с энергией Q регистрируют момент времени, при котором усиленный сигнал второй термопары станет равным сигналу первой термопары, с помощью нуль - органа (условно не показано), а также значение температуры в третьей точке в этот момент времени.After a heat pulse with energy Q has been applied, a point in time is recorded at which the amplified signal of the second thermocouple becomes equal to the signal of the first thermocouple using a null organ (not shown conditionally), as well as the temperature at the third point at this point in time.
Температура на поверхности материала описывается выражением:The temperature on the surface of the material is described by the expression:
где Q - количество тепла, выделяемое с единицы длины линейного источника тепла; τ - время; "a", λ - коэффициенты температуропроводности и теплопроводности; x, у - координаты.where Q is the amount of heat released per unit length of a linear heat source; τ is the time; "a", λ are the coefficients of thermal diffusivity and thermal conductivity; x, y are the coordinates.
Для момента времени τ1, соответствующего соотношениюFor time τ 1 corresponding to the relation
где n - коэффициент усиления усилителя, подключенного входом к выходу второй термопары, а выходом соединенный по дифференциальной схеме через нуль-орган с выходом первой термопары.where n is the gain of the amplifier connected by the input to the output of the second thermocouple, and the output connected in a differential circuit through a zero-organ with the output of the first thermocouple.
В этом случае на основании соотношений (1) и (2) получим:In this case, on the basis of relations (1) and (2) we obtain:
Использование данного изобретения позволяет повысить точность определения теплофизических характеристик материалов, т.к. регистрация наперед заданных соотношений сигналов нуль-органом отличается повышенной точностью по сравнению с дифференцированием «размытых» термограмм нагрева для определения экстремума, что применялось в прототипе.The use of this invention allows to increase the accuracy of determining the thermophysical characteristics of materials, because registration of the predetermined signal ratios by the null organ is more accurate compared to the differentiation of “blurry” heating thermograms to determine the extremum that was used in the prototype.
Claims (1)
где a, λ - соответственно коэффициенты температуропроводности и теплопроводности исследуемого материала; x1, x2, x3 - координаты точек, в которых измеряется температура; T1, T2, Т3 - измеренные значения температуры в точках x1, х2, х3;
τ1 - время достижения заданного соотношения n между температурами T1 и T2(T1=nT2);
Q - количество тепла, выделяемого с единицы длины линейного источника тепла. A method for comprehensively determining the thermophysical characteristics of materials, including heating a flat surface of a material with a linear pulsed heat source of constant power, measuring temperature at three points located perpendicular to a linear heat source, and then calculating the desired characteristics, characterized in that the time instant at which the amplified the signal of the second thermocouple becomes equal to the signal of the first thermocouple, as well as the temperature at the third point at this point in time, and the desired Characteristics determined by the formula:
where a, λ are, respectively, the coefficients of thermal diffusivity and thermal conductivity of the studied material; x 1 , x 2 , x 3 - coordinates of points at which temperature is measured; T 1 , T 2 , T 3 - measured temperature values at points x 1 , x 2 , x 3 ;
τ 1 - the time to reach the specified ratio n between the temperatures T 1 and T 2 (T 1 = nT 2 );
Q is the amount of heat released per unit length of a linear heat source.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010108802/28A RU2424505C1 (en) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Method for complex determination of thermal and physical characteristics of materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010108802/28A RU2424505C1 (en) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Method for complex determination of thermal and physical characteristics of materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2424505C1 true RU2424505C1 (en) | 2011-07-20 |
Family
ID=44752630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010108802/28A RU2424505C1 (en) | 2010-03-09 | 2010-03-09 | Method for complex determination of thermal and physical characteristics of materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2424505C1 (en) |
-
2010
- 2010-03-09 RU RU2010108802/28A patent/RU2424505C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kotov et al. | Performance assessment of thermoelectric detector for heat flux measurement behind a reflected shock of low intensity | |
| Gardarein et al. | Heat flux sensor calibration using noninteger system identification: Theory, experiment, and error analysis | |
| Löhle et al. | Characterization of a heat flux sensor using short pulse laser calibration | |
| RU2424505C1 (en) | Method for complex determination of thermal and physical characteristics of materials | |
| RU2460063C1 (en) | Method of determining heat conductivity and temperature conductivity of solid-state body in nonsteady thermal conditions | |
| RU2664897C1 (en) | Method of temperature sensor thermal time constant measuring | |
| Longo | A steady-state apparatus to measure the thermal conductivity of solids | |
| RU2610115C1 (en) | Device for determining gas temperature in hollow high-temperature elements of gas turbine engines | |
| RU2012100805A (en) | METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE BLACK DEGREE | |
| RU2255329C1 (en) | Method of measuring thermo-physical properties of materials | |
| Bohac et al. | New planar disc transient method for the measurement of thermal properties of materials | |
| RU2478939C1 (en) | Method of measuring thermal diffusivity of heat-insulating materials by regular third kind mode technique | |
| RU115490U1 (en) | DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETER | |
| RU2392612C1 (en) | Device to determine characteristics of materials | |
| RU2328724C1 (en) | Method for identification of solid materials thermal properties complex | |
| RU2436078C1 (en) | Method of determining thermal properties of materials | |
| RU162877U1 (en) | CALORIMETER FOR DETERMINING THE SPECIFIC HEAT OF MELTING SUGARS | |
| Cviklovič et al. | Using selected transient methods for measurements of thermophysical parameters of building materials | |
| RU2324165C1 (en) | Method of identifying system of thermo-physical properties of hard materials | |
| RU2307344C1 (en) | Device for determining characteristic of materials | |
| RU2324164C1 (en) | Method of identifying system of thermo-physical properties of hard materials | |
| RU2734062C1 (en) | Method for measuring heat conductivity of construction materials | |
| RU2603939C1 (en) | Method for determining crack growth rate in the sample and device for its implementation | |
| RU2762534C1 (en) | Method for determining heat transfer coefficient of materials and device for its implementation | |
| RU124395U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THERMOPHYSICAL QUALITIES OF THE ENCLOSING DESIGNS OF BUILDINGS AND STRUCTURES IN NATURAL CONDITIONS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120310 |