RU2485463C1 - Device for air thermostatting of calorimetric cell - Google Patents

Device for air thermostatting of calorimetric cell Download PDF

Info

Publication number
RU2485463C1
RU2485463C1 RU2011152612/28A RU2011152612A RU2485463C1 RU 2485463 C1 RU2485463 C1 RU 2485463C1 RU 2011152612/28 A RU2011152612/28 A RU 2011152612/28A RU 2011152612 A RU2011152612 A RU 2011152612A RU 2485463 C1 RU2485463 C1 RU 2485463C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
calorimetric
circuit
cell
vessel
shell
Prior art date
Application number
RU2011152612/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лариса Петровна Бондарева
Алексей Васильевич Каданцев
Надежда Николаевна Кривенко
Анна Валерьевна Жогова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий (ФГБОУ ВПО ВГУИТ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий (ФГБОУ ВПО ВГУИТ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежский государственный университет инженерных технологий (ФГБОУ ВПО ВГУИТ)
Priority to RU2011152612/28A priority Critical patent/RU2485463C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2485463C1 publication Critical patent/RU2485463C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: device is proposed for air thermostatting of a calorimetric cell, comprising a cylindrical body, inside of which there is an isothermic shell. In the centre of the isothermic shell there is a calorimetric cell is fixed on special brackets, representing a cylindrical chromium-plated brass vessel with a tightly closing cover, in the centre of which there is a copper cylindrical sleeve fixed. The calorimetric vessel is tightly inserted into the sleeve for the tested solution, and the inner volume between the isothermic shell and the calorimetric cell is filled with a coolant - air. On the inner surface of the calorimetric cell there is a thermocouple temperature sensor. Electric connection of the calorimetric cell with metering circuits is carried out by wires laid inside brackets. The device is equipped with a double-circuit control system "heater" - "refrigerator", the base of the electric circuit of which is represented by a programmable double-channel PID controller TPM12, a heating circuit and a cooling circuit.
EFFECT: reduced duration to reach operating mode of a cell.
2 dwg

Description

Изобретение относится к технике, предназначенной для измерения теплофизических величин, и может быть использовано для термостатирования калориметрических установок, применяемых для определения тепловых эффектов различных процессов, и других устройств, требующих адиабатических условий измерения, в химической, пищевой, биотехнологической и других отраслях промышленности.The invention relates to techniques for measuring thermophysical quantities, and can be used for thermostating of calorimetric installations used to determine the thermal effects of various processes and other devices requiring adiabatic measurement conditions in chemical, food, biotechnological and other industries.

Известен калориметр переменной температуры с изотермической оболочкой, представляющий собой металлический корпус с боковой крышкой, содержащий изотермическую оболочку, выполненную в виде цилиндрического латунного сосуда с плотно закрывающейся крышкой, заполняемую дистиллированной водой, внешние боковые поверхности и днище которого покрыты изолирующим материалом, на дне изотермической оболочки смонтированы нагреватель форсированного вывода оболочки на режим, датчик температуры, соединенный с микропроцессорным программируемым измерителем-регулятором температуры типа ТРМ1, проточный холодильник в виде трубчатого теплообменника, нагреватель точного вывода оболочки на режим и пропеллерная мешалка, в центре изотермической оболочки на кронштейнах закреплена калориметрическая ячейка, выполненная в виде цилиндрического хромированного латунного сосуда с герметично закрывающейся крышкой, совмещенной с крышкой изотермической оболочки, и боковым отводом для вывода проводов, связывающих калориметрический сосуд с внешними цепями термометра и калибровочного нагревателя, под калориметрической ячейкой на плоском днище изотермической оболочки помещен постоянный магнит привода магнитной мешалки, в центре калориметрической ячейки помещен медный цилиндрический стакан с плотно вставляемым в него калориметрическим сосудом, выполненным в виде герметично закрывающегося цилиндра из кислотостойкой нержавеющей стали, герметизация сосуда осуществляется фторопластовой прокладкой, установленной в крышке, которая завинчивается накидной гайкой, перемешивание жидкости в калориметрическом сосуде осуществляется турбинной магнитной мешалкой, расположенной в специальном каркасе из нержавеющей стали и приводимой в движение приводом магнитной мешалки, на крышке калориметрического сосуда смонтированы: нагреватель для тепловой калибровки калориметра, штуцер заправки калориметрического сосуда раствором и устройство последовательного разбивания стеклянных ампул, измерение температуры производится датчиком, состоящим из последовательно соединенных одинаковых секций термометра сопротивления, закрепленных на стенке калориметрического сосуда, и связанным с компьютером для сбора, хранения и обработки информации [Пат. РФ №2371685, опубл. бюл. №30, 27.10.2009].A variable temperature calorimeter with an isothermal shell is known, which is a metal case with a side cover containing an isothermal shell made in the form of a cylindrical brass vessel with a tight-fitting lid filled with distilled water, the outer side surfaces and the bottom of which are covered with insulating material, are mounted at the bottom of the isothermal shell a forced shell output heater to a mode, a temperature sensor connected to a programmable microprocessor a temperature measuring instrument such as ТРМ1, a flow cooler in the form of a tubular heat exchanger, an accurate shell output heater and a propeller stirrer, a calorimetric cell made in the form of a cylindrical chrome-plated brass vessel with a hermetically sealed lid combined with an isothermal lid is fixed in the center of the isothermal shell shell, and a lateral branch for the output of wires connecting the calorimetric vessel with the external circuits of the thermometer and the calibration heater drowning, a permanent magnet of a magnetic stirrer drive is placed under the calorimetric cell on the flat bottom of the isothermal shell, in the center of the calorimetric cell is a copper cylindrical glass with a tightly inserted calorimetric vessel made in the form of a hermetically sealed cylinder made of acid-resistant stainless steel, the vessel is sealed with a fluoroplastic gasket, installed in the cap, which is screwed with a union nut, mixing the liquid in the calorimetric vessel is carried out mounted by a turbine magnetic stirrer located in a special stainless steel frame and driven by a magnetic stirrer drive, the following are mounted on the lid of the calorimetric vessel: a heater for thermal calibration of the calorimeter, a nozzle for refilling the calorimetric vessel with a solution and a device for successively breaking glass ampoules, the temperature is measured by a sensor consisting of from series-connected identical sections of a resistance thermometer mounted on the wall of a calorimetric vessel a, and associated with a computer for the collection, storage and processing of information [Pat. RF №2371685, publ. bull. No. 30, 10.27.2009].

Недостатком устройства является длительность вывода калориметрической ячейки на рабочий режим, необходимость использования воды в качестве теплоносителя, сложность обслуживания и эксплуатации.The disadvantage of this device is the duration of the output of the calorimetric cell to the operating mode, the need to use water as a coolant, the complexity of maintenance and operation.

Технической задачей изобретения является разработка устройства для воздушного термостатирования калориметрической ячейки, позволяющего сократить продолжительность вывода ячейки на рабочий режим, упростить обслуживание и эксплуатацию устройства за счет исключения использования воды в качестве теплоносителя при сохранении воспроизводимости и надежности получаемых значений тепловых эффектов.An object of the invention is to develop a device for air temperature control of a calorimetric cell, which allows to reduce the duration of putting the cell into operation, to simplify maintenance and operation of the device by eliminating the use of water as a coolant while maintaining reproducibility and reliability of the obtained values of thermal effects.

Для решения технической задачи изобретения предложено устройство для воздушного термостатирования калориметрической ячейки, содержащее цилиндрический корпус из нержавеющей стали с крышкой, внутри которого размещена изотермическая оболочка, выполненная в виде герметично закрывающегося сосуда из нержавеющей стали, вся внешняя поверхность которого покрыта теплоизоляционным материалом, при этом крышка корпуса одновременно является крышкой изотермической оболочки и также покрыта теплоизоляционным материалом, в центре изотермической оболочки на специальных кронштейнах закреплена калориметрическая ячейка, представляющая собой цилиндрический хромированный латунный сосуд с герметично закрывающейся крышкой, в центре которого закреплен медный цилиндрический стакан, в него плотно вставляется калориметрический сосуд для исследуемого раствора, а внутренний объем между изотермической оболочкой и калориметрической ячейкой заполняется теплоносителем, в качестве которого используют воздух, для измерения температуры на внутренней поверхности калориметрической ячейки расположен термопарный датчик температуры, электрическое соединение калориметрической ячейки с измерительными схемами осуществляется посредством проводов, проложенных внутри кронштейнов, которые экранируют провода от внешних электромагнитных наводок, при этом устройство снабжено двухконтурной системой регулирования «нагреватель» - «холодильник», основу электрической схемы которой составляют программируемый двухканальный ПИД-регулятор ТРМ12, контур нагревания и контур охлаждения, причем контур нагревания состоит из схемы согласования уровней сигнала, схемы усилителя мощности, нагревателя и вентилятора, а контур охлаждения включает схему согласования уровней сигнала, схему усилителя мощности, охладитель, ключ и вентилятор, охладитель представляет собой набор элементов Пельтье, зажатых между двумя теплообменниками: внутренним и внешним, установленными внутри изотермической оболочки, в нижней ее части, и выполненными в виде алюминиевых ребристых радиаторов, через которые с помощью вентиляторов циркулирует теплоноситель, по внутреннему теплообменнику воздух циркулирует постоянно, а через внешний - периодически в процессе охлаждения, измерение температуры осуществляют датчиком, состоящим из трех последовательно соединенных между собой одинаковых секций термометра сопротивления, закрепленных на внешней стенке калориметрического сосуда.To solve the technical problem of the invention, there is provided a device for air temperature control of a calorimetric cell, comprising a stainless steel cylindrical body with a lid, inside which an isothermal shell is placed, made in the form of a hermetically sealed stainless steel vessel, the entire outer surface of which is covered with heat-insulating material, while the housing cover at the same time it is a cover of an isothermal shell and is also covered with a thermal insulation material, in the center is isothermal shells on special brackets, a calorimetric cell is fixed, which is a cylindrical chrome-plated brass vessel with a hermetically sealed lid, in the center of which a copper cylindrical glass is fixed, a calorimetric vessel for the test solution is tightly inserted, and the internal volume between the isothermal shell and the calorimetric cell is filled with coolant, in the quality of which air is used to measure the temperature on the inner surface of the calorimeter cell a thermocouple temperature sensor is located, the electrical connection of the calorimetric cell with the measuring circuits is carried out by means of wires laid inside the brackets, which shield the wires from external electromagnetic interference, while the device is equipped with a dual-loop control system “heater” - “refrigerator”, the electrical circuit of which is based on a programmable two-channel PID controller TPM12, heating circuit and cooling circuit, moreover, the heating circuit consists of a consonant circuit signal levels, power amplifier, heater and fan circuits, and the cooling circuit includes a signal level matching circuit, power amplifier circuit, cooler, key and fan, cooler is a set of Peltier elements sandwiched between two heat exchangers: internal and external, installed inside an isothermal shell, in its lower part, and made in the form of aluminum fin radiators, through which the coolant circulates with the help of fans, through the internal heat exchanger air rkuliruet constantly, and through external - periodically during cooling, a temperature measurement sensor is carried out, consisting of three series-connected between a resistance thermometer identical sections secured to the outer wall of the calorimetric vessel.

Технический результат изобретения заключается в сокращении длительности вывода ячейки на рабочий режим, упрощении обслуживания и эксплуатации устройства за счет исключения использования воды в качестве теплоносителя при сохранении воспроизводимости и надежности получаемых значений тепловых эффектов.The technical result of the invention is to reduce the duration of the output cell to the operating mode, simplify maintenance and operation of the device by eliminating the use of water as a coolant while maintaining reproducibility and reliability of the obtained values of thermal effects.

На фиг.1 представлено устройство для воздушного термостатирования калориметрической ячейки, на фиг.2 - электрическая блок-схема воздушного термостата.Figure 1 presents a device for air temperature control of a calorimetric cell, figure 2 is an electrical block diagram of an air thermostat.

Устройство для воздушного термостатирования калориметрической ячейки представляет собой цилиндрический корпус 1 из нержавеющей стали, например, с диаметром 0,30 м и высотой 0,30 м, с крышкой 8, внутри которого размещена изотермическая оболочка 2, выполненная в виде герметично закрывающегося сосуда из нержавеющей стали объемом 10 дм3. В центре изотермической оболочки 2 на специальных кронштейнах 3 закреплена калориметрическая ячейка 4, выполненная в виде цилиндрического хромированного латунного сосуда объемом 1 дм3 с герметично закрывающейся крышкой 5 и боковым отводом для вывода проводов, проложенных внутри кронштейнов 3 и связывающих калориметрический сосуд с внешними цепями термометра. В центре калориметрической ячейки помещен медный цилиндрический стакан 6 с плотно вставляемым в него калориметрическим сосудом 7 объемом 0,08 дм3 для исследуемого раствора, выполненным в виде цилиндра, герметично закрывающегося при помощи крышки с прокладкой, например фторопластовой. Изотермическая оболочка 2 тщательно изолирует калориметрическую ячейку 4 от теплообмена с внешней средой. Для уменьшения влияния колебаний температуры окружающей среды на процесс термостатирования вся внешняя поверхность изотермической оболочки 2 покрыта теплоизоляционным материалом 8, например фторопластом. В верхней части корпуса 1 находится плотно закрывающаяся крышка 9, которая одновременно является крышкой изотермической оболочки 2 и также покрыта теплоизоляционным материалом 8.The device for air temperature control of the calorimetric cell is a stainless steel cylindrical body 1, for example, with a diameter of 0.30 m and a height of 0.30 m, with a lid 8, inside which isothermal shell 2 is placed, made in the form of a hermetically sealed stainless steel vessel volume 10 dm 3 . In the center of the isothermal shell 2, on a special bracket 3, a calorimetric cell 4 is fixed, made in the form of a 1 dm 3 cylindrical chrome-plated brass vessel with a hermetically sealed lid 5 and a side outlet for outputting wires laid inside the brackets 3 and connecting the calorimetric vessel to the external circuits of the thermometer. In the center of the calorimetric cell, a copper cylindrical glass 6 is placed with a 0.08 dm 3 calorimetric vessel 7 tightly inserted into it for the test solution, made in the form of a cylinder hermetically sealed with a lid with a gasket, for example, fluoroplastic. The isothermal shell 2 carefully isolates the calorimetric cell 4 from heat exchange with the external environment. To reduce the effect of fluctuations in ambient temperature on the thermostating process, the entire external surface of the isothermal shell 2 is covered with a heat-insulating material 8, for example fluoroplastic. In the upper part of the housing 1 there is a tightly closing lid 9, which at the same time is the lid of the isothermal shell 2 and is also covered with heat-insulating material 8.

Внутренний объем между изотермической оболочкой 2 и калориметрической ячейкой 4 заполнен теплоносителем, в качестве которого используют воздух. На внутренней поверхности калориметрической ячейки расположен термопарный датчик температуры 10. Электрическое соединение калориметрической ячейки 4 с измерительными схемами осуществляется посредством проводов, проложенных внутри кронштейнов 3, которые экранируют провода от внешних электромагнитных наводок.The internal volume between the isothermal shell 2 and the calorimetric cell 4 is filled with a coolant, which is used as air. A thermocouple temperature sensor 10 is located on the inner surface of the calorimetric cell. The electrical connection of the calorimetric cell 4 with the measuring circuits is carried out by means of wires laid inside the brackets 3, which shield the wires from external electromagnetic interference.

В нижней части изотермической оболочки 2 установлены внутренний 11 и внешний 12 теплообменники, на торцах которых закреплены пропеллерные вентиляторы 13, 14. Между внутренним 11 и внешним 12 теплообменниками зажаты элементы Пельтье 15, выполняющие роль охладителя. На поверхности внутреннего теплообменника 11 расположен нагреватель 16.In the lower part of the isothermal shell 2, internal 11 and external 12 heat exchangers are installed, at the ends of which there are fixed propeller fans 13, 14. Between the internal 11 and external 12 heat exchangers, Peltier elements 15, acting as a cooler, are clamped. A heater 16 is located on the surface of the internal heat exchanger 11.

Измерение температуры в калориметрическом сосуде 7 производится датчиком 17, состоящим из трех последовательно соединенных между собой одинаковых секций термометра сопротивления, закрепленных на внешней стенке медного цилиндрического стакана 6, находящегося внутри калориметрической ячейки 4, и связанных с компьютером для сбора, хранения и обработки информации.The temperature in the calorimetric vessel 7 is measured by a sensor 17, which consists of three identical sections of a resistance thermometer connected in series to each other and mounted on the outer wall of a copper cylindrical glass 6 inside the calorimeter cell 4 and connected to a computer for collecting, storing, and processing information.

Устройство для воздушного термостатирования калориметрической ячейки снабжено двухконтурной системой регулирования температуры «нагреватель» - «холодильник». Основу электрической схемы составляют программируемый двухканальный пропорционально-интегро-дифференциальный регулятор (ПИД-регулятор) ТРМ12 18, контур охлаждения и контур нагревания. Электрический сигнал с термопарного датчика температуры 10, пропорциональный температуре в калориметрической ячейке 4, поступает в ПИД-регулятор 18. ПИД-регулятор 18 измеряет отклонение температуры от заданного значения и генерирует управляющий сигнал, являющийся суммой трех слагаемых, первое из которых пропорционально этому отклонению, второе пропорционально интегралу отклонения и третье пропорционально производной отклонения. В зависимости от знака и модуля разности температур между заданной и фактической ПИД-регулятор 18 вырабатывает сигнал управления контурами нагревания и охлаждения с целью устранения этой разности.The device for air temperature control of the calorimetric cell is equipped with a dual-circuit temperature control system “heater” - “refrigerator”. The basis of the electrical circuit is a programmable two-channel proportional-integro-differential controller (PID controller) TPM12 18, a cooling circuit and a heating circuit. The electrical signal from the thermocouple temperature sensor 10, proportional to the temperature in the calorimeter cell 4, is fed to the PID controller 18. The PID controller 18 measures the temperature deviation from the set value and generates a control signal, which is the sum of three terms, the first of which is proportional to this deviation, the second proportional to the integral of the deviation and the third proportional to the derivative of the deviation. Depending on the sign and module of the temperature difference between the set and the actual PID controller 18 generates a control signal for the heating and cooling circuits in order to eliminate this difference.

Контур нагревания предназначен для увеличения температуры изотермической оболочки 2 и состоит из схемы согласования уровней сигнала 19, схемы усилителя мощности 20, нагревателя 16 и вентилятора 13.The heating circuit is designed to increase the temperature of the isothermal shell 2 and consists of a circuit matching the levels of the signal 19, a circuit of a power amplifier 20, a heater 16 and a fan 13.

Контур охлаждения служит для уменьшения температуры изотермической оболочки 2 и состоит из схемы согласования уровней сигнала 21, схемы усилителя мощности 22, охладителя 15, ключа 23 и вентилятора 14.The cooling circuit serves to reduce the temperature of the isothermal shell 2 and consists of a signal level matching circuit 21, a power amplifier circuit 22, a cooler 15, a key 23 and a fan 14.

В процессе термостатирования контуры нагревания и охлаждения никогда не работают одновременно.During temperature control, the heating and cooling circuits never work simultaneously.

Конструктивно нагреватель 16 и охладитель 15 установлены на одном внутреннем теплообменнике 11, смонтированном внутри изотермической оболочки 2, в нижней ее части, и представляющем собой алюминиевый ребристый радиатор, через который с помощью вентилятора 13 постоянно в процессе термостатирования циркулирует теплоноситель, в качестве которого используют воздух.Structurally, the heater 16 and the cooler 15 are mounted on the same internal heat exchanger 11 mounted inside the isothermal shell 2, in its lower part, which is an aluminum fin radiator through which the coolant is circulated continuously during thermostatic control using the fan 13 as air.

Охладитель 15 представляет собой набор элементов Пельтье, зажатых между двумя теплообменниками (внутренним 11 и внешним 12).Cooler 15 is a set of Peltier elements sandwiched between two heat exchangers (internal 11 and external 12).

Внешний теплообменник 12, представляющий собой алюминиевый ребристый радиатор, через который вентилятором 14 продувается атмосферный воздух, необходим только для работы контура охлаждения с целью отвода излишней тепловой энергии из объема изотермической оболочки 2. Включение вентилятора 14 происходит автоматически только при работе контура охлаждения с помощью ключа 23.An external heat exchanger 12, which is an aluminum fin radiator through which atmospheric air is blown by a fan 14, is necessary only for the cooling circuit to remove excess heat from the volume of the isothermal shell 2. The fan 14 is turned on automatically only when the cooling circuit is operated using the key 23 .

Электропитание термостата калориметра осуществляется от однофазной сети напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Для включения системы термостатирования служит тумблер 24. Для питания всех электрических узлов термостата, кроме ПИД-регулятора 18, используют источник постоянного тока 25.The calorimeter thermostat is powered from a single-phase network with a voltage of 220 V and a frequency of 50 Hz. To turn on the temperature control system, use the toggle switch 24. To supply all the electrical components of the thermostat, except for PID controller 18, use a constant current source 25.

Устройство для воздушного термостатирования калориметрической ячейки работает следующим образом.A device for air temperature control calorimetric cell works as follows.

Калориметрический сосуд 7 заполняют исследуемым раствором, герметично закрывают крышкой, помещают в медный цилиндрический стакан 6, находящийся внутри калориметрической ячейки 4, герметично закрывают ячейку крышкой 5 и цилиндрический корпус 1 крышкой 8. Устройство для воздушного термостатирования калориметрической ячейки подключают к сети переменного тока - 220 В, 50 Гц. Тумблером 24 включают систему термостатирования, при этом питание всех узлов термостата, кроме ПИД-регулятора 18, осуществляется от источника постоянного тока 25.The calorimetric vessel 7 is filled with the test solution, hermetically closed with a lid, placed in a copper cylindrical glass 6 inside the calorimetric cell 4, hermetically close the cell with a lid 5 and the cylindrical body 1 with a lid 8. The device for air temperature control of the calorimetric cell is connected to an alternating current network of 220 V , 50 Hz. The toggle switch 24 includes a temperature control system, while the power to all thermostat nodes, except for the PID controller 18, is provided from a constant current source 25.

Электрический сигнал с термопарного датчика температуры 10, пропорциональный температуре в калориметрической ячейке 4, поступает в ПИД-регулятор 18. В зависимости от знака и модуля разности температур между заданной и фактической ПИД-регулятор 18 вырабатывает сигналы управления контурами нагревания и охлаждения с целью устранения этой разности. Для увеличения температуры в изотермической оболочке включается контур нагревания. Сигнал с ПИД-регулятора 18 поступает в схему согласования уровней сигнала 19, затем в схему усилителя мощности 20 и к нагревателю 16. Вентилятор 13 обеспечивает выравнивание температуры в изотермической оболочке 2.The electric signal from the thermocouple temperature sensor 10, proportional to the temperature in the calorimetric cell 4, is supplied to the PID controller 18. Depending on the sign and the module of the temperature difference between the set and the actual PID controller 18, it generates control signals for the heating and cooling circuits in order to eliminate this difference . To increase the temperature in the isothermal shell, a heating circuit is switched on. The signal from the PID controller 18 is supplied to the signal level matching circuit 19, then to the power amplifier circuit 20 and to the heater 16. The fan 13 provides temperature equalization in the isothermal shell 2.

Для уменьшения температуры в изотермической оболочке включается контур охлаждения. Сигнал с ПИД-регулятора 18 поступает в схему согласования уровней сигнала 21, затем в схему усилителя мощности 22, к охладителю 15, ключу 23 и вентилятору 14.To reduce the temperature in the isothermal shell, a cooling circuit is switched on. The signal from the PID controller 18 is supplied to the signal level matching circuit 21, then to the power amplifier circuit 22, to the cooler 15, key 23 and fan 14.

В процессе термостатирования контуры нагревания и охлаждения никогда не работают одновременно. Циркуляция воздуха в изотермической оболочке 2 через внутренний теплообменник 11 осуществляется постоянно в процессе термостатирования. Продувка воздуха через внешний теплообменник 12 происходит только при работе контура охлаждения.During temperature control, the heating and cooling circuits never work simultaneously. Air circulation in the isothermal shell 2 through the internal heat exchanger 11 is carried out continuously in the process of temperature control. Air purging through an external heat exchanger 12 occurs only during operation of the cooling circuit.

Колебания температуры в изотермической оболочке 4 после установления режима автоматического регулирования не превышают ±5·10-3 град, что позволяет производить измерения температуры в калориметрическом сосуде 7 с помощью датчика 17 с точностью ±5·10-5 град.The temperature fluctuations in the isothermal shell 4 after the automatic control mode is established do not exceed ± 5 · 10 -3 degrees, which allows temperature measurements in the calorimetric vessel 7 using the sensor 17 with an accuracy of ± 5 · 10 -5 degrees.

Предложенное устройство для воздушного термостатирования калориметрической ячейки позволяет:The proposed device for air temperature control calorimetric cell allows you to:

- сократить длительность вывода ячейки на рабочий режим;- reduce the duration of the output cell to the operating mode;

- упростить обслуживание и эксплуатацию устройства за счет исключения использования воды в качестве теплоносителя при сохранении воспроизводимости и надежности получаемых значений тепловых эффектов.- to simplify the maintenance and operation of the device by eliminating the use of water as a coolant while maintaining the reproducibility and reliability of the obtained values of thermal effects.

Аналоги не обнаружены.No analogues found.

Claims (1)

Устройство для воздушного термостатирования калориметрической ячейки содержит цилиндрический корпус из нержавеющей стали с крышкой, внутри которого размещена изотермическая оболочка, выполненная в виде герметично закрывающегося сосуда из нержавеющей стали, вся внешняя поверхность которого покрыта теплоизоляционным материалом, при этом крышка корпуса одновременно является крышкой изотермической оболочки и также покрыта теплоизоляционным материалом, в центре изотермической оболочки на специальных кронштейнах закреплена калориметрическая ячейка, представляющая собой цилиндрический хромированный латунный сосуд с герметично закрывающейся крышкой, в центре которого закреплен медный цилиндрический стакан, в него плотно вставляется калориметрический сосуд для исследуемого раствора, а внутренний объем между изотермической оболочкой и калориметрической ячейкой заполняется теплоносителем, в качестве которого используют воздух, для измерения температуры на внутренней поверхности калориметрической ячейки расположен термопарный датчик температуры, электрическое соединение калориметрической ячейки с измерительными схемами осуществляется посредством проводов, проложенных внутри кронштейнов, которые экранируют провода от внешних электромагнитных наводок, при этом устройство снабжено двухконтурной системой регулирования «нагреватель» - «холодильник», основу электрической схемы которой составляют программируемый двухканальный ПИД-регулятор ТРМ12, контур нагревания и контур охлаждения, причем контур нагревания состоит из схемы согласования уровней сигнала, схемы усилителя мощности, нагревателя и вентилятора, а контур охлаждения включает схему согласования уровней сигнала, схему усилителя мощности, охладитель, ключ и вентилятор, охладитель представляет собой набор элементов Пельтье, зажатых между двумя теплообменниками: внутренним и внешним, установленными внутри изотермической оболочки, в нижней ее части, и выполненными в виде алюминиевых ребристых радиаторов, через которые с помощью вентиляторов циркулирует теплоноситель, по внутреннему теплообменнику воздух циркулирует постоянно, а через внешний - периодически в процессе охлаждения, измерение температуры осуществляют датчиком, состоящим из трех последовательно соединенных между собой одинаковых секций термометра сопротивления, закрепленных на внешней стенке калориметрического сосуда. The device for air temperature control of the calorimetric cell contains a cylindrical stainless steel case with a lid, inside of which is an isothermal shell made in the form of a hermetically sealed stainless steel vessel, the entire external surface of which is covered with heat-insulating material, while the lid of the case is also a lid of an isothermal shell and also covered with heat-insulating material, in the center of the isothermal shell on special brackets calorie is fixed a tertiary cell, which is a cylindrical chrome-plated brass vessel with a hermetically sealed lid, in the center of which a copper cylindrical glass is fixed, a calorimetric vessel for the test solution is tightly inserted, and the internal volume between the isothermal shell and the calorimetric cell is filled with a heat carrier, which is used as air, to measure the temperature on the inner surface of the calorimeter cell is a thermocouple temperature sensor, electrically The calorimetric cell is connected to the measuring circuits by means of wires laid inside the brackets that shield the wires from external electromagnetic interference, while the device is equipped with a dual-loop control system “heater” - “refrigerator”, the electrical circuit of which is based on the TPM12 programmable two-channel PID controller, circuit heating and cooling circuit, and the heating circuit consists of a circuit matching signal levels, a circuit of a power amplifier, heating spruce and fan, and the cooling circuit includes a signal level matching circuit, a power amplifier circuit, a cooler, a key and a fan, a cooler is a set of Peltier elements sandwiched between two heat exchangers: internal and external, installed inside the isothermal shell, in its lower part, and made in the form of aluminum fin radiators, through which the coolant circulates with the help of fans, air circulates constantly through the internal heat exchanger, and periodically as a percentage through the external heat exchanger Cooling process, temperature measurement is carried out by a sensor consisting of three identical sections of a resistance thermometer connected in series to each other, mounted on the outer wall of the calorimetric vessel.
RU2011152612/28A 2011-12-22 2011-12-22 Device for air thermostatting of calorimetric cell RU2485463C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152612/28A RU2485463C1 (en) 2011-12-22 2011-12-22 Device for air thermostatting of calorimetric cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152612/28A RU2485463C1 (en) 2011-12-22 2011-12-22 Device for air thermostatting of calorimetric cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2485463C1 true RU2485463C1 (en) 2013-06-20

Family

ID=48786440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011152612/28A RU2485463C1 (en) 2011-12-22 2011-12-22 Device for air thermostatting of calorimetric cell

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2485463C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104076841A (en) * 2014-07-25 2014-10-01 山东量子科学技术研究院有限公司 High-precision temperature controller
RU183342U1 (en) * 2017-11-27 2018-09-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) Laboratory setting
WO2019063890A1 (en) 2017-09-27 2019-04-04 Institut National De Recherche En Sciences Et Technologies Pour L'environnement Et L'agriculture (Irstea) Calorimetry system and method with multiple heat flow determination
CN109765780A (en) * 2018-12-18 2019-05-17 珠海格力电器股份有限公司 Household appliance all-in-one machine management method, device, storage medium, equipment and system
RU2707665C1 (en) * 2018-11-26 2019-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Thermostating device for conducting nano-calorimetric measurements in a controlled atmosphere
RU2754002C1 (en) * 2020-11-03 2021-08-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) Apparatus for determining the parameters of exothermic processes at a pressure above atmospheric pressure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57182040A (en) * 1981-05-06 1982-11-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Calorimeter for air conditioner
RU2261418C2 (en) * 2002-05-27 2005-09-27 Государственное унитарное предприятие "Акустический институт им. акад. Н.Н. Андреева" (ГУП "АКИН") Calorimeter
RU2287788C2 (en) * 2005-02-03 2006-11-20 Лев Борисович Машкинов Calorimeter
RU2371685C1 (en) * 2008-07-02 2009-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" Variable temperature calorimetre with isothermal jacket
RU2392591C1 (en) * 2009-04-15 2010-06-20 Учреждение Российской Академии Наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН) Calorimetre

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57182040A (en) * 1981-05-06 1982-11-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Calorimeter for air conditioner
RU2261418C2 (en) * 2002-05-27 2005-09-27 Государственное унитарное предприятие "Акустический институт им. акад. Н.Н. Андреева" (ГУП "АКИН") Calorimeter
RU2287788C2 (en) * 2005-02-03 2006-11-20 Лев Борисович Машкинов Calorimeter
RU2371685C1 (en) * 2008-07-02 2009-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия" Variable temperature calorimetre with isothermal jacket
RU2392591C1 (en) * 2009-04-15 2010-06-20 Учреждение Российской Академии Наук Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ИСМАН) Calorimetre

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104076841A (en) * 2014-07-25 2014-10-01 山东量子科学技术研究院有限公司 High-precision temperature controller
WO2019063890A1 (en) 2017-09-27 2019-04-04 Institut National De Recherche En Sciences Et Technologies Pour L'environnement Et L'agriculture (Irstea) Calorimetry system and method with multiple heat flow determination
RU183342U1 (en) * 2017-11-27 2018-09-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени И.С. ТУРГЕНЕВА" (ОГУ им. И.С. Тургенева) Laboratory setting
RU2707665C1 (en) * 2018-11-26 2019-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Thermostating device for conducting nano-calorimetric measurements in a controlled atmosphere
CN109765780A (en) * 2018-12-18 2019-05-17 珠海格力电器股份有限公司 Household appliance all-in-one machine management method, device, storage medium, equipment and system
RU2754002C1 (en) * 2020-11-03 2021-08-25 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) Apparatus for determining the parameters of exothermic processes at a pressure above atmospheric pressure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2485463C1 (en) Device for air thermostatting of calorimetric cell
CN104181195B (en) Steady-state method-based heat conductivity coefficient measurement device
CN107421997A (en) A kind of method of constant temperature system for conductivity measurement and measurement electrical conductivity
Suga et al. An Automatic Adiabatic Calorimeter for Low Temperatures. The Heat Capacity of Standard Benzoic Acid
RU2371685C1 (en) Variable temperature calorimetre with isothermal jacket
CN109406573A (en) It is a kind of for testing the test device and test method of thermal conductive silicon rubber mat thermal conductivity
CN103969291B (en) A kind of stable state calorimeter method hemispherical emissivity tester
CN104990954B (en) A kind of specific heat of liquid experimental measurement system
CN203561598U (en) Dissolution reaction dose heat device
RU2629898C1 (en) Device for determining thermal conductivity factor of fibrous food products of animal origin
CN219391178U (en) Refrigerating capacity detection mechanism of semiconductor refrigerating sheet
JPH07274938A (en) Temperature control device for observing cell and biological ingredient
CN217901039U (en) Temperature measuring device and temperature measuring system
CN204170745U (en) A kind of air bath thermostat
CN106622424A (en) Water bath thermostat for multi-parameter water quality testing meter
US3210996A (en) Adjustable temperature calorimeter
US7865314B1 (en) Method for determining the salt content of liquid and device for carrying out said method
CN212779994U (en) Air-cooled heat pipe performance testing device adaptable to different inclination angles
RU2756337C1 (en) Device for temperature and vacuum exposure
CN115184707A (en) Device and method for measuring electrothermal conversion efficiency
RU2717140C1 (en) Calorimeter
CN206931276U (en) Specific heat capacity experiment instrument
KR20000054960A (en) Measurement Apparatus for Multiful Thermal Properties of Meterial Using the Needle Probe and Method Thereof
CN206020316U (en) A kind of grain heat conductivity tester
CN205665187U (en) Powder material evaluation device that insulates against heat

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141223