SU1122952A1 - Device for non-destructive checking of material thermal physical characteristics - Google Patents

Device for non-destructive checking of material thermal physical characteristics Download PDF

Info

Publication number
SU1122952A1
SU1122952A1 SU833583950A SU3583950A SU1122952A1 SU 1122952 A1 SU1122952 A1 SU 1122952A1 SU 833583950 A SU833583950 A SU 833583950A SU 3583950 A SU3583950 A SU 3583950A SU 1122952 A1 SU1122952 A1 SU 1122952A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
temperature
control
standard
working
meters
Prior art date
Application number
SU833583950A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Моисеевич Серых
Борис Петрович Колесников
Виктор Григорьевич Сысоев
Original Assignee
Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
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 Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт filed Critical Краснодарский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
Priority to SU833583950A priority Critical patent/SU1122952A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1122952A1 publication Critical patent/SU1122952A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮ ЩЕГО КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРА ТЕРИСТИК МАТЕРИАЛА, содержащее эта лон, выполненный в виде приводимого во врем  контрол  в непосредственный контакт с исследуемым материалом цилиндра, на торце которого соосно с ним установлены плоский нагреватель и рабочий измеритель температуры, а на его оси - контрольный измеритель температуры, причем рабочий и контрольный изме- . рители температуры подключены к блоку регулировани  и индикации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности измерений путем уменьшени  времени термостатировани  системы эталон - исследуемый материал, эталон заключен в соосно расположенные высокотеплопроводный стакан и корпус , между которыми установлена перва  термобатаре , а устройство дополнительно содержит основание с вставленной в него высокотеплопроводной плитой с второй термобатареей , измерители температуры-стакана и исследуемого материгша, при этом корпус выполнен с возможностью перемещени  относительно основани , а измерители температуры стакана и иссследуемого материала совместно с рабочим и контрольньвд измерител ми температуры, подключены к блоку, регулировани  и индикации.A DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE THROUGH CONTROL OF THERMOPHYSICAL CHARACTER OF MATERIAL TERTIKS, containing this law, made in the form of a cylinder that is brought into direct contact with the test material, at the end of which, a flat heater and a working temperature meter are installed coaxially with it, and a control meter is installed at the end of it. temperature, and the working and control changes. Temperature sensors are connected to a control and display unit, characterized in that, in order to improve measurement performance by reducing the system thermostatting time, the standard - the material under study, the standard is enclosed in a coaxially arranged high thermal conductivity cup and body, between which the first thermometer is installed, and the device additionally contains a base with a high-heat conducting plate with a second thermopile inserted in it, temperature-cup meters and the test material, while the body is adapted to move relative to the base, and the temperature gauges of the glass and the material to be studied are combined with the worker and the temperature gauges, connected to the unit, control and indication.

Description

Изобретение относитс  к теплофизическим измерени м, а точнее к устройствам, служащим дл  контрол  теплофизических характеристик (коэффициентов теплопроводности, и темп ратуропроводности, тепловой активно ти и объемной теплоемкости) ,материа ла. . .... . . Известно устройство, дл  неразрушающего контрол  неметаллических материалов, содержащее цнлиндрический эталон с расположенными на одном основании нагревателем и измери телем температуры. При проведении контрол  эталон устройства прижимаю к поверхности исследуемого материал и выдерживают до выравнивани  темпе ратуЕ ы эталона и исследуемого материала , после чего на нагреватель подают стабилизированное напр жение и по изменению температуры в плоскости контакта, фиксируемой измерителем температуры, рассчитывают теп лофизические характеристики исследу емого материала ij . Недостатком данного устройства  вл етс  значительное врем  термостатировани  системы эталон - иссле дуемый материал, которое достигает 30-50 мин. Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  нераэрушающего- контрол  теплофизических характеристик материала, содержащее эталон, выполненный в виде приводимого во врем  контрол  в непосредственный контакт с исследуемым материалом цилиндра, на торце которого соосно с ним установлены плоский нагреватель и рабочий измеритель температуры, а в его геометрическом центре - контрольный измеритель температуры, причем рабочий и контрольный измерители температуры подключены к блоку регулировани  и индикации 2j , Основным недостатком известного устройства дл  неразрушающего контрол  теплофизических характеристик материала  вл етс  длительное врем  термостатировани  системы эталон исследуемый материал и следствием этого, низка  производительность из мерений. Целью изобретени   вл етс  повышение производительности измерений путем уменьшени  времени термостатировани  системы эталон - исследуемый . материал . Цель достигаетс  тем, что в уст ройстве дл  неразрушающего контрол  теплофизических характеристик материала , содержащем .эталон, выполненный в виде приводимого.во врем  конт рол  в непосредственный контакт с исследуемым материалом цилиндра, на торце которого соосно с ним установлены плоский нагреватель и рабочий измеритель температуры, а на его оси - контрольный измеритель температуры , причем рабочий и контрольный измерители температуры подключены к блоку регулировани  и индикации, эталон заключен в с.оосно расположенные высокотеплопроводный стакан и корпус, межд.у которыми установлена перва  термобатаре , а устройство дополнительно содержит основание со вставленной высокотеплопроводной плитой со второй термобатареей, измерители температусал стакана и исследуемого материала, при этом корпус выполнен с возможностью перемещени  оносительно основани , а измерители температуры стакана и исследуемого материала совместно с рабочим и контрольным измерител ми температуры подключены к блоку регулировани  и индикации. На чертеже представлена схема устройства. Эталон 1 с нагревателем 2, рабочим 3 и контрольным 4 измерител ми температуры расположен в стакане 5, выполненном из высокотеплрпроводного материала.Причем контрольный измеритель 4 температуЕ« расположен в геометрическом центре эталона 1. Рабочий 3 и контрольный 4 измерители температуры соединены с блоком 6 индикации. Внешн   поверхность стакана 5 находитс  в тепловом контакте с термобатареей 7. Стакан 5 вместе с термобатаре€ й 7 помещены в корпус 3, который находитс  на оси 9 и может вращатьс  вокруг- нее. Ось 9 закреплена на основании 10 с теплопровод щей плитой 11, имеющей паз под нагреватель 2 на ее торцовой поверхности. Плита 11 находитс  в тепловом контакте с термобатареей 12.Устройство опираетс  на поверхность исследуемого материала 13 ножками 14, в которые вмонтированы измерители 15 температурил, контролирующие температуру исследуемого материала 13. Измеритель 16 температуры в стакане 5 и рабочий измеритель 3 температуры совместно с измерителем 15 температуры подключены к блоку 17 регулировани  температуры, св занному с источником 18 питани  и термобатаре ми 7 и 12,. . Устройство работает следующим образом. : Устройство устанавливают на поверхность исследуемого материала.13. Блок 17 вырабатывает сигнал, управл ющий И.СТОЧН51КОМ . 18 питани , про порциональный разности температур . стакана 5 и исследуемого материала 13,а также между плитой 11 и исследуемым материалом 13. В зависимости от направлени  тока термобатареи 7 и 12 охлагждают или нагревают стакан 5 и плиту 11. За счет большой повер ности теплообмена и высокой теплопроводности материала стакана 5 пли ты 11 (эталон 1 как бы находитс  в изоте 1ической оболочке) происходит быстрое выравнивание температуры по всему объему эталона, которое контролируетс  по разности температур между рабочим 3 и контрольным 4 измерител ми температуры.После устано лени  нулевой разности температур между рабочим 3 и контрольным 4 измерител ми температуры, т.е. при пр обретении эталоном температуры исследуемого материала, термозонд, со сто щий из корпуса 8 с эталоном 1, нагревателем 2, рабочим 3 и.контрольным 4 измерител ми температуры, стаканом 5 и термобатареей 7, повор чивгиот на угол 180 вокруг оси 9 и устанавливают непосредственно на по верхность исследуемого материала 13 при этом создаетс  контакт эталона с исследуемым материалом 1,3. После этого на нагреватель 2 подаетс  ста билизированное напр жение и по изме нению температуры в зоне контакта, фиксируемс 4у рабочим измерителем температуры 3, рассчитывают теплофи зические характеристики исследуемого материала 13. При необходимости термозонд можно снимать с оси 9 и отдел ть от основани  10. Услови  полуограниченности эталона в тепловом смысле, которое заложено в теорию работы устройства, удовлетвор етс  выбором режима эксперимента (Рд 1) и размерами нагревател  и эталона. Обычно соотношение размеров устройства , удовлетвор ющее условию полуограниченности эталона и конструктивным соображени м, следующее К, 5Нн-4 э, где R-J - радиус эталона; Яц - радиус нагревател ; . п - высота эталона. Сокращение времени, тармрстатиро вани  предлагаемого устройства по сравнению с известным можно оценить следующим образом. Пусть эталон устройства до опыта имеет температуру TO, при установке устройства.. на исследуемый материал Т ,.Тогда при установке устройства на исследуемый материал с температурой вс  поверхность эталона принимает.эту температуру Т . Относительна  температура системы Т-Тп определ етс  следукнцим образом б-бц-бп, где 9ц и бпд - соответственно относительные температуры бесконечных цилиндра и пластины при граничных услови х первого рода. 1- . . Счита  систему практически термостатированной при 0 6ц9пА OfOl получаем дл QО,1; ,104 при FOH-O«,MR - ОИ8;0.. 0,096 при Л ,С/Ь -9аэ«/4к «1,08 (соотношение размеров К и Ь выбирают согласно (1). Аналогично можно оценить врем  термостатировани  при использовании известного устройства.. Сопоставив времена термостатировани , получаем, что применение предлагаемого устройства уменьшает врем  термостатировани  по сравнению с известным устройством по крайней мере в 8 раз. Такое сокращение времени .термостатировани  повышает производительность измерений в 5-7 раз.The invention relates to thermophysical measurements, and more specifically to devices used to monitor thermal characteristics (thermal conductivity, and thermal permeability, thermal activity, and volumetric heat capacity) of the material. . .... . A device for non-destructive testing of non-metallic materials is known, which contains a cylindrical reference with a heater located on one base and a temperature measuring instrument. When testing a device standard, I press the material under test to the surface and maintain the temperature of the standard and the material under test until the stabilized voltage is applied to the heater and, based on the temperature change in the contact plane fixed by the temperature meter, the thermophysical characteristics of the material under study are calculated ij . The disadvantage of this device is the considerable time of temperature control of the reference system - the material under study, which reaches 30-50 minutes. The closest to the invention of the technical essence and the achieved result is a device for non-destructive control of the thermophysical characteristics of the material, containing a standard made in the form of a cylinder during the control in direct contact with the material of the cylinder, on the end of which a flat heater and a working heater are installed. temperature meter, and in its geometric center - a control temperature meter, with working and control temperature meters connected to CCCH control and indication 2j, main disadvantage of the known apparatus for nondestructive testing of thermophysical properties of the material is the long incubation time reference system and the test material consequence, low performance of the measurements. The aim of the invention is to improve the performance of measurements by reducing the time of temperature control of the reference-to-test system. the stuff. The goal is achieved by the fact that the device for non-destructive testing of the thermophysical characteristics of a material containing a standard made as reducible. During monitoring, direct contact with the cylinder material under investigation, on the end of which a flat heater and a working temperature meter are installed, and on its axis is a control temperature meter, with the working and control temperature meters connected to the control and indication unit, the standard is enclosed in a center-mounted high-temperature the cup and the casing, between which the first thermopile is installed, and the device additionally contains a base with an inserted high-heat conducting plate with a second thermopile, temperature meters of the glass and the material under study, while the body is configured to move it over the base, and temperature meters of the glass and material under study in conjunction with the working and control temperature meters, they are connected to the control and indication unit. The drawing shows a diagram of the device. Standard 1 with heater 2, operating 3 and control 4 temperature meters is located in glass 5 made of highly thermally conductive material. Moreover, temperature control meter 4 is located in the geometric center of standard 1. Work 3 and control 4 temperature meters are connected to display unit 6. The outer surface of the cup 5 is in thermal contact with the thermopile 7. The cup 5, together with the thermopile 7, is placed in the housing 3, which is on axis 9 and can rotate around it. The axis 9 is fixed on the base 10 with a heat conducting plate 11 having a groove for the heater 2 on its end surface. The plate 11 is in thermal contact with the thermopile 12. The device rests on the surface of the material under study 13 with the legs 14, into which the gauges 15 are mounted temperature controlled the temperature of the material studied 13. The temperature gauge 16 in the glass 5 and the temperature gauge 3 working together with the temperature gauge 15 are connected to the temperature control unit 17, associated with the power source 18 and the thermopile 7 and 12. . The device works as follows. : The device is installed on the surface of the material under investigation.13. Block 17 generates a signal that controls the I.STOCHN51KOM. 18 power, about a portion of the temperature difference. the cup 5 and the material under study 13, as well as between the plate 11 and the material under study 13. Depending on the direction of the current, the thermopile 7 and 12 cool or heat the cup 5 and the plate 11. Due to the large heat exchange and the high thermal conductivity of the glass material 5 plates 11 (standard 1, as it were, in the isot 1 shell), the temperature is quickly equalized over the entire volume of the standard, which is monitored by the temperature difference between working 3 and the control 4 temperature meters. The temperature between working 3 and control 4 temperature meters, i.e. when the temperature of the studied material is obtained as a standard, the thermal probe consisting of body 8, standard 1, heater 2, working 3 and controlling 4 temperature meters, glass 5 and thermopile 7, turns 180 degrees around the axis 9 and directly on the surface of the material under study 13, this creates a contact of the standard with the material under study 1.3. After that, the heater 2 is supplied with a stabilized voltage and, by changing the temperature in the contact zone, fixed by the 4th working temperature meter 3, the thermal characteristics of the material under study 13 are calculated. If necessary, the thermal probe can be removed from axis 9 and separated from the base 10. Condition the semiboundedness of the standard in the thermal sense, which is inherent in the theory of the operation of the device, is satisfied by the choice of the experimental mode (Rd 1) and the dimensions of the heater and the standard. Typically, the ratio of the dimensions of the device, satisfying the condition that the standard is semi-bounded and constructive considerations, is K, 5Hn-4 o, where R-J is the radius of the standard; Yats - radius of the heater; . p - the height of the standard. The reduction in the time it takes for a device to be compared with the known device can be estimated as follows. Let the standard of the device prior to the experiment have a temperature TO, when the device is installed .. on the material being examined T ,.Then when installing the device on the material being studied with the temperature, the entire surface of the standard takes. This temperature T. The relative temperature of the T-Tp system is determined by the following way b-bc-bp, where 9c and bpd are, respectively, the relative temperatures of the endless cylinder and plate under the boundary conditions of the first kind. one- . . Considering the system to be practically thermostatically controlled at 0 6c9pA OfOl, for QO, 1; , 104 with FOH-O ", MR - OI8; 0 .. 0.096 with L, C / L-9ae" / 4k "1.08 (the aspect ratio K and L is chosen according to (1). Similarly, one can estimate the thermostating time when using By comparing the thermostating times, we find that using the proposed device reduces the thermostating time by at least 8 times compared with the known device. Such a reduction in the thermostating time increases the measurement performance by 5-7 times.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛА, содержащее эталон, выполненный в виде приводимого во время контроля в непосредственный контакт с исследуемым материалом цилиндра, на торце которого соосно с ним установлены плоский нагреватель и рабочий измеритель температуры, а на его оси - контрольный измеритель температуры, причем рабочий и контрольный изме- . рители температуры подключены к блоку регулирования и индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности измерений путем уменьшения вре мени термостатирования системы эталон - исследуемый материал, эталон заключен в соосно расположенные высокотеплопроводный стакан и кор пус , между которыми установлена первая термобатарея, а устройство дополнительно содержит основание с вставленной в него высокотеплопроводной плитой с второй термобатареей, измерители температуры-стакана и исследуемого материала, при этом корпус выполнен с возможностью перемещения относительно основания, а измерители температуры стакана и иссследуемого материала совместно с рабочим и контрольны* измерителями температуры, подключены к блоку регу* лирования и индикации.DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE CONTROL OF THERMOPHYSICAL CHARACTERISTICS OF MATERIAL, containing a standard made in the form of a cylinder brought into direct contact with the test material during inspection, at the end of which a flat heater and a working temperature gauge are installed coaxially with it, and a control temperature gauge is installed on its axis, working and control measurement. temperature sensors are connected to the control and indication unit, characterized in that, in order to increase the measurement performance by reducing the temperature of the temperature control system of the standard - the material under study, the standard is enclosed in a coaxially located high-heat-conducting cup and housing, between which the first thermal battery is installed, and the device is additionally contains a base with a highly thermally conductive plate inserted into it with a second thermopile, temperature-glass and test material meters, and the housing it is made with the possibility of moving relative to the base, and the temperature meters of the glass and the material under study, together with the working and control * temperature meters, are connected to the regulation and indication unit. В ..5 » ЧПV ..5 »PE
SU833583950A 1983-04-27 1983-04-27 Device for non-destructive checking of material thermal physical characteristics SU1122952A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833583950A SU1122952A1 (en) 1983-04-27 1983-04-27 Device for non-destructive checking of material thermal physical characteristics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833583950A SU1122952A1 (en) 1983-04-27 1983-04-27 Device for non-destructive checking of material thermal physical characteristics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1122952A1 true SU1122952A1 (en) 1984-11-07

Family

ID=21060747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833583950A SU1122952A1 (en) 1983-04-27 1983-04-27 Device for non-destructive checking of material thermal physical characteristics

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1122952A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1.Авторское свидетельство ССС 149256, кл. G 01 N 25/00, 1959. 2,Серых Г.М., Колесников Б,П., Сысоев В. Г.. Прибор дл комплексног определени теплофизических характ ристик материалов,-Промышленна теплотехника, 1981, № 1, с.85-91 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0347571B1 (en) Method of determining the thermal conduction coefficient of a material, and instrument for the measurement of same
KR101536149B1 (en) Method of Measuring the Internal Surface Temperature of a Pipe and Associated Device
US3468764A (en) Method and apparatus for measuring the concentration of boron
SU1122952A1 (en) Device for non-destructive checking of material thermal physical characteristics
RU2530441C1 (en) Method for non-destructive control of complex of thermal characteristics of solid building materials and device for its implementation
RU2629898C1 (en) Device for determining thermal conductivity factor of fibrous food products of animal origin
CN108426914A (en) A kind of determining instrument of thermal coefficient and specific heat capacity
CN108072680A (en) A kind of use for laboratory heat conductivity of heat-conduction silicone grease evaluating apparatus
CN207946382U (en) A kind of determining instrument of thermal coefficient and specific heat capacity
Wu et al. Thermal conductivity of cobalt-based catalyst for Fischer–Tropsch synthesis
US3210996A (en) Adjustable temperature calorimeter
US3114255A (en) Thermal conductivity apparatus
US3488584A (en) Method and apparatus for resistivity measurement of flowing high temperature liquid metals
SU783664A1 (en) Apparatus for determining heat-conduction factor
RU2633405C1 (en) Device for measuring thermal conductivity
SU813220A1 (en) Device for measuring thermal-physical characteristics of liquids
SU819662A1 (en) Device for detepmination material thermal properties
US3618387A (en) Monitoring means for temperature and piston stroke in superpressure apparatus
SU1037762A1 (en) Sensing element for estimating gas concentration in gas-liquid flow
SU922602A1 (en) Device for determination of hard material thermal conductivity
SU145386A1 (en) Apparatus for studying the visco-elastic properties of flexible foams and rubber compounds
SU1721490A1 (en) Device for determining thermal and physical characteristics of materials
SU763757A1 (en) Device for measuring heat conductance of materials
SU1293606A1 (en) Method and apparatus for measuring thermal diffusitivity of materials
SU665211A1 (en) Liquid level meter