SU1073666A1 - Устройство дл определени теплопроводности материалов - Google Patents

Устройство дл определени теплопроводности материалов Download PDF

Info

Publication number
SU1073666A1
SU1073666A1 SU823522863A SU3522863A SU1073666A1 SU 1073666 A1 SU1073666 A1 SU 1073666A1 SU 823522863 A SU823522863 A SU 823522863A SU 3522863 A SU3522863 A SU 3522863A SU 1073666 A1 SU1073666 A1 SU 1073666A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
platform
trigger
radiometer
Prior art date
Application number
SU823522863A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Вениаминович Березин
Владимир Михайлович Коростелев
Юрий Анатольевич Попов
Original Assignee
Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе
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 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе filed Critical Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority to SU823522863A priority Critical patent/SU1073666A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1073666A1 publication Critical patent/SU1073666A1/ru

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее соединенные последовательно подвижную платформу и привод платформы , сосредоточенный источник те ловой энергии, радиометр и аналого вый регистратор, входом подключенный к выходу радиометра, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности устройства и точности определени  теплопроводногти , в него введены второй радиометр, выходом подключенный к второму входу аналогового регистратора , эталонный образец с известной теплопроводностью, закрепленный на подвижной платформе, два датчикаограничител  перемещени  платформы, три триггера, элемент ИЛИ и ши-. на Пуск, причем первый вход привода платформы подключен к единичному выходу первого триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого датчика -ограничител , нулевым входом второго триггера и первым входом элемента ИЛИ, второй вход привода платформы подключен к единичному выходу второго триггера, единичный вход которого соединен с выходом второго датчика-ограничител , нулевым входом первого триггера и вторым ВХОДОМ элемента ИЛИ, а третий вход привода платформы подключен к управл ющему входу аналогового регистратора и единичному выходу третьего триггера, единичный .вход которого подключен к шине Пуск, а нулевой вход - к выходу элемента ИЛИ.

Description

Изобретение относитс  к технической физике и может быть использовано при определении теплопроводности материалов, в том числе горных пород . Известно устройство дл  определе ни  теплопроводности материалов, содержащее два приводимых в тепловой контакт измерительных блока, в одном из которых размещен электрический нагреватель, а в другом - тепломер, состо щий из контактной медной плас тины, в которой монтируютс  термо- пара и спаи термобатареи, и рабочего сло , а также защитные теплоизолирую щие оболочки, гальванометр и термометр 1. Недостатками этого устройства  вл ютс  низка  точность определени  теп лопроводности высокотеплопроводных образцов и образцов горных пород, дл которых характерны значительна  тре.щиноватость , пористость, зернистость из-за вли ни  контактного теплового сопротивлени  исследуемых тел на результаты измерений 2 , а также низ ка  производительность вследствие большой продолжительности процесса одного измерени , составл ющей едини цы минут, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  устройство дл  определени  теплопроводности материа лов, содержащее соединенные последовательно подвижную платформу и привод платформы, сосредоточенный источник Депловой энергии, радиометр и аналого вый регистратор, входом подключенный к выходу радиометра , 3, Недостатками известного устройства  вл ютс  низка  производительность, обусловленна  тем, что устройство позвол ет определ ть избыточные температуры нагреваемых поверхностей ис следуемых образцов, необходимые дл  .определени  их теплопроводности, лишь в результате двукратного процесса перемещени  платформы с образцами относительно радиометра (сначала с выключенным источником энергии, а затем с включенным), а также низка  точность, обусловленна  тем, что устройство из-за отсутстви  в нем эталон ного образца с известной теплопроводностью позвол ет проводить лишь качественную оценку теплопроводности исследуемых образцов, не обеспечива  возможности получени  количест.ве.ннух. значений теплопроводности. Цель изобретени  - повышение производительности устройства-и точн ости определени  теплопроводности мате риалов. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  определени  .теплопроводности материалов, содержащее соединенные последовательно подвижную платформу и привод платформы, сосредоточенный источник тепловой энергии, радиометр и аналоговый регистратор, введены второй радиометр, выходом подключенньй к второму- входу аналогового регистратора, эталонный образец с известной теплопроводностью, закрепленный на подвижной платформе , два датчика-ограничител  перемещени  платформы, три триггера, элемент ИЛИ и шина- Пуск, причем первый вход привода платформы подключен к единичному выходу первого триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого датчикаограничител , нулевым входом второго и первым входом элемента ИЛИ, второй вход привода платформы подключен к единичному выходу второго триггера, единичный вход которого соединен с выходом второго/ датчика - ограничител , нулевым входом первого триггера и вторым входом элемента ИЛИ, а третий вход привода платформы подключен к управл ющему входу аналогового регистратора и единичному выходу третьего триггера, единичный вход которого подключен К шине Пуск, а нулевой вход - к выходу элементаИЛИ, На .чертеже пр.едставлена функциональна  схема предлагаемого устройства . Устройство дл  определени  теплопроводности твердых тел содержит подвижную платформу 1 с закрепленным на ней эталонным образцом- 2 с изве;стной теплопроводностью, привод 3 платформы, сосредоточенный источник 4 тепловой энергии, радиометры 5 и 6, аналоговый регистратор 7, датчики-ограничители 8 и 9 перемещени  платформы, триггеры 10, 11 и 12, элемент ИЛИ 13 и шину Пуск 14. , Платформа 1 с закрепленным на ней эталонным образцом 2 механически св зана с приводом 3. Первый вход привода платформы соединен с единичным выходом триггера 10. Единичный вх.од триггера 10 подключен к выходу датчика-ограничител  8 перемещени  платформы, нулевому входу триггера 12 и первому входу элемента ИЛИ 13. Второй вход привода 3 соединен с единичным выходом триггера 12, Единичный вход триггера 12 подключен к-выходу датчика-ограничител  9, нулевому входу триггера 10 и второму входу элемента ИЛИ 13, Третий вход привода 3 соединен с управл ющим входом аналогового регистратора 7 и единичным выходом, триггера 11, единичный вход которого подключен к шине Пуск 14 , а нулевой вход - к выходу элемента ИЛИ 13, Выход радиометра 5 подключен к первому входу аналогового регистратора 7, а выход радиометра 6 - к второму входу аналогового регистратора 7. Исследуемые образцы 15-1, 15-2, ..., 15-п располагают на платформе 1 последовательно с эталонным об разцам 2. Эталонный и исследуемые образцы устанавливают так, чтобы ИХ рабочие поверхности были перпендикул рны оптическим ос м сосредоточенного источника 4 ,и радиометров 5 и 6, Сосредоточенный источник 4 и радиметры 5 и 6, устанавливаютс  таким образом, чтобы нагрев эталонного и исследуемых образцов и регистраци  температуры их рабочих поверхностей происходили по одной пр мой. Дл  установки устройства в исход ное состо ние платформа 1 с располо женными на ней образцами приводитс  в контакт с одним из датчиков-огран чителей перемещени  платформы, напр мер, с датчиком-ограничителем 8. При этом на выходе указанного датчи ка по вл етс  сигнал, которым триггер 10 устанавливаетс  в единичное состо ние, а триггеры 11 и 12 - в нулевое. Единичный сигнал с выхода триггера 10, поступа  на первый вход привода 3, переводит привод в режим перемещени  платформы 1 в направлении от датчика 8 к датчику 9i Нулевой сигнал с выхода триггера 11, поступа  на третий вход привода 3, запрещает перемещение платформы 1 и, поступа  на управл ю щий вход аналогового регистратора обеспечивает выключенное состо ние его лентопрот жного, механизма (или устройства развертки). При поступлении запускающего си нала на шину Пуск 14 триггер 11 переключаетс - в единичное состо ни Единичный сигнал с его выходи, пос тупа  на третий вход привода 3, ра решает перемещение платформы 1 с образцами, она начинает равномерно перемещатьс  относительно сосредоточенного источника 4 и радиометров 5 и б по направлению к датчику ограничителю 9. Кроме того, единич ный сигнал с выхода триггера 11, п тупа  на управл ющий вход аналогов . го регистратора 7, включает его лентопрот жный механизм (устройств развертки). При перемещении платфо мы 1 радиометр 5 последовательно регистрирует температуру рабочих поверхностей ненагретых эталонного и исследуемыХ15-1, 15-2, ..., 15образцов , а радиометр 6 регистриру ет температуру рабочих поверхносте рассматриваемых тел их нагрева сос редоточенным источником 4 тепловой энергии. Выходные сигналы радиометра 5, уровни которых пропорциональны тем пературам рабочих поверхностей ненагретых образцов, т.е. их начальным температурам, регистрируютс  на носителе информации аналогового регистратора 7 в первом канале, а вы-, ходные сигналы радиометра 6, уровни которых пропорциональны температурам рабочих поверхностей нагретых образцов , - во втором канале. При достижении платформой 1 датчика-ограничител  9 (это происходит после того, как последний из серии исследуемых образцов выйдет из пол  зрени  радиометра 6 на его выходе по вл етс  сигнал, которым триггер 12 устанавливаетс  в единичное состо ние , а триггеры 10 и 11 - в нулевое. Единичный сигнал с выхода триггера 12, поступа  на второй вход привода 3, переводит привод в режим перемещени  платформы 1 от датчика 9 к датчику 8. Пулевой сигнал с выхода триггера 11, поступа  на третий вход привода 3, запрещает перемещение платформы 1 и, поступа  на управл ющий вход аналогового регистратора 7, выключает его лентопрот жный механизм (устройство развертки), прекраща  перемещени  носител  информации . После установки на платформу 1 новой серии исследуемых образцов устройство готово к следующему процессу измерений. В этом случае при поступлении запускающего сигнала на шину Пуск 14 перемещение платформы 1 с образцг ми происходит по направлению к датчику-ограничителю 8, причем радиометр 6 регистрирует начальные температуры рабочих поверхностей образцов, а радиометр 5температуры этих поверхностей после их нагрева сосредоточенным источником 4 тепловой энергии. По окончании каждого процесса измерений на носителе информации аналогового регистратора (например, на диаграммной ленте ) будут зарегистрированы две последовательности сигналов, одна из которых соответствует начальным температурам рабочих поверхностей установленных на подвижной платформе образцов, а друга  - их температурам после нагрева. Дл  каждого из исследуеiMbJx образцов и эталонного образца разность уровней сигналов, соответствующих нагретом и ненагретому состо ни м , пропорциональна избыточной температуре рабочей поверхности образца. Известно, что дл  описанного режима нагрева образцов и регистрации температуры их рабочих поверхностей справедлива .Формула 9, оУр %гб где fp эг коэффициенты теплопро водности соответственно исследуемого н эталонного образцов бр5р,0 - избыточные температу . ры рабочих поверхностей соответственно ис следуемого и эталонно го образцов. Таким образом, предложенное устройство путем определени  избыточных температур рабочих поверхностей исследуегиых образцов 15-1, 15-2, ..., 15-п и , эталонного образца 2. : позвол ет, использу  указанную формулу , определить теплопроводность .каждого из исследуемых обрад.цов, , Предложенное устройство посравнению с устройством-прототивдм облд дает вдвое большей производитель:ностью , позвол   определ ть избыточ ные температуры образцов при одно .кратном переме-щении платформы отно сительно радиометров, . а также большей точностью, поскольку наличие в составе устройства эталонного образца с известной теплопроводностью позвол ет получать количественные значени  теплопроводности исследуемых образцов. В лабораторном макете предложенного устройства в качестве сосредоточенного источника тепловой энергии использовалс  лазер типа ИЛГН705 , Площадь п тна нагрева не превышала 3 мм. В качестве бесконтакт-, ных измерителей температуры поверхностей образцов использовались лабораторные радиометры, имеющие спект- . ральный диапазон 2-20 мкм и разрешающую способность по температуре ОД К„ Размеры площадки, с которой радиометры воспринимали тепловое излучение, 1 мм. В приводе платформы использовалс  электродвигатель .посто нного тока. Изменение режима работы привода осуществл лось коммутацией напр жени  питани  электродвигател  о Случайна  погрешность измерений коэфсрициента теплопроводности исследуем1лх образцов в диапазоне 1 15 Вт/м К не превышала 2-3%. Дл  выравнивани  излучательной способности йссл.едуемых образцов на рабочую поверхностькаждого образца наносилось специальное покрытие, имеющее коэффициент излучени  близкий к единице,, толщиной 10-20 мкм. При изменении качества обработки поверхности образца от полированной поверхности до шер оховатой со среднеквадратическим значением шероховатости 1 мм результаты измерений коэффициента теплопроводности не выходили за пределы случайной погрешности , .

Claims (1)

  1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее соединенные последовательно подвижную платформу и привод платформы, сосредоточенный источник тепловой энергии, радиометр и аналоговый регистратор, входом подключен- ный к выходу радиометра, о т л ич ающ ее с я тем, что/ с целью повышения производительности устройства и точности определения теплопроводности, в него введены второй радиометр, выходом подключенный к второму входу аналогового регистратора, эталонный образец с известной теплопроводностью, закрепленный на подвижной платформе, два датчикаограничителя перемещения платформы, три триггера, элемент ИЛИ и ши-, на Пуск, причем первый вход привода платформы подключен к единичному выходу первого триггера, единичный вход которого соединен с выходом первого датчика -ограничителя, нуле- § вым входом второго триггера и первым входом элемента ИЛИ, второй вход привода платформы подключен к единичному выходу второго триггера, единичный вход которого соединен с выходом второго датчика-ограничителя, нулевым входом первого триггера и вторым входом элемента ИЛИ, а третий вход привода платформы подключен к управляющему входу аналогового регистратора и единичному выходу третьего триггера, единичный · вход которого подключен к шине Пуск, а нулевой вход - к выходу элемента ИЛИ.
    SU ,,„1073666 /4
SU823522863A 1982-12-16 1982-12-16 Устройство дл определени теплопроводности материалов SU1073666A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823522863A SU1073666A1 (ru) 1982-12-16 1982-12-16 Устройство дл определени теплопроводности материалов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823522863A SU1073666A1 (ru) 1982-12-16 1982-12-16 Устройство дл определени теплопроводности материалов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1073666A1 true SU1073666A1 (ru) 1984-02-15

Family

ID=21039495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823522863A SU1073666A1 (ru) 1982-12-16 1982-12-16 Устройство дл определени теплопроводности материалов

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1073666A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1ЛСурепин В.В., Бегункова А.Д Сравнительный метод измерени теплопроводности .- Инженерно-физически журнал, том 29, , с, 618. 2.Любимова Е.А., Масленников А.И,, Смирнова Е.В., Юрчак Р.П Изучение теплофизических свойств пород при нормальных и повышенных Р и Т. Труды Всесоюзной конференции Народнохоз йственные и методические проблемы геотермии. Махачкала 1979, т. 2, с. 114. 3.Попов Ю.А. Некоторые особенно ти применени активного тепловго метода контрол . - Дефектоскопи 1975, ,№ 2, с. 56 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6050722A (en) Non-contact passive temperature measuring system and method of operation using micro-mechanical sensors
US3715923A (en) Temperature measuring method and apparatus
US3661462A (en) Spectrophotometer for measuring thickness or weight of water-containing coatings
King A method of measuring heat conductivities
US3332285A (en) Fast precision temperature sensing thermocouple probe
SU1073666A1 (ru) Устройство дл определени теплопроводности материалов
JPH0479573B2 (ru)
Jennings et al. A laser power meter for large beams
GB2023848A (en) Thermoelectric metal sorter
US3622245A (en) Double plate calorimeter for measuring the reflectivity of the plates and the energy in a beam of radiation
US4185497A (en) Adiabatic laser calorimeter
US4204120A (en) Process and apparatus for the measurement of the factor of infra-red absorption or emission of materials
Gustavsson et al. Recent developments and applications of the hot disk thermal constants analyser for measuring thermal transport properties of solids
US4436437A (en) High energy single pulse laser calorimeter
Burgess On methods of obtaining cooling curves
US3822580A (en) Apparatus for the measurement of heat extraction coefficients
US3313140A (en) Automatic calibration of direct current operated measuring instruments
SU1395939A1 (ru) Способ измерени толщины листового материала
US3318133A (en) Apparatus for calibrating thermistor thermometers
SU1573403A1 (ru) Способ измерени температуропроводности
SU1260799A1 (ru) Способ определени теплопроводности твердых тел
SU1711052A1 (ru) Способ контрол теплофизических характеристик теплоизол ционных материалов
Wagner et al. Low Cost Automatic Quartz Dilatometer
SU1004842A1 (ru) Датчик дл определени влажности твердых тел по теплопроводности
Armstrong et al. The application of a light-sensitive potentiometer in the measurement of the mechanical properties of single fibres