SU1163234A1 - Устройство дл определени теплопроводности твердых материалов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ , содержащее два теплопровод щих блока с дифференциально включенными термопарами , выходы которых подключены к входам первого усилител , в один из которых вмонтирован нагреватель, а в другой тепломер, выход которого соединен с входом второго усилител , выходы усилителей св заны через узел компенсации контактных термических сопротивлений с счетно-решающей схемой , выход которой подключен к блоку отображени  информации, отличающеес  тем, что, с целью ускорени  определени  и довышени  достоверности результатов измерени , в него введены источник опорного напр жени , блок сравнени , элемент НЕ, блок сигнализации, элемент И, блок управлени , усилитель мощности, причем один вход блока сравнени  соединен с источником опорного напр жени , другой вход - с выходом первого усилител , а выход блока сравнени  через элемент (Л НЕ соединен с блоком сигнализации и первым входом элемента И, второй вход которого св зан с выходом блока управлени , а выход св зан с усилителем мощности, подключенным через нагреватель к питающей сети. СГ5 00 1C О9 4

Description

Изобретение относитс  к теплофи- зическим измерени м, а именно к измерению теплопроводности твердых материалов , и может быть использовано пр контроле тепловых свойств материалов в металлургии, приборостроении,энергетике , геологии при проведении экспрессных измерений.

Известно устройство дл  измерени  теплофизических свойств веществ, которое дополнительно снабжено двум  1усилител ми, узлом компенсации контактных термических сопротивлений, функциональным преобразователем и цифровым устройством отображени  информации ПО,

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что перегрев одного тедропровод щего блока относительно другого осуществл етс  каждым экспериментатором ориентировочно на определенное значение температуры, )егистрируемое устройством отображени  информации как в процессе подготовки, так и в процессе проведени  эксперимента по измерению теплопроводности. При этом не учитываетс  марка исследуемого материала или диапазон измерени  теплопроводности. Прежде чем остановитьс  на необходимом значении температуры перегрева верхнего теплопровод щего блока относительно нижнего , необходимо провести многократные измерени , чтобы получить достоверный результат. Это приводит также к увеличению времени подготовки и проведени  эксперимента, снижает производительность труда. На эти эперации затрачиваетс  0,5-1,5 ч.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  экспрессных измерений теплопроводности твердых материалов, состо щее из двух теплопровод щих блоков, нагревател  в одном из них, тепломера в другом, измерител  перепада температур, двух усилителей, узла компенсации контактных термических сопротивлений, счетно-реШазощей схемы и блока отображени  информации 12 J.

Недостатками известного устройства  вл ютс  длительность процесса подготовки и проведени  измерени  материалов с малой теплопроводностью и недостаточна  достоверность результата измерени  дл  материалов с высокой теплопроводностью при значительном перегреве верхнего блока относительно нижнего.

Целью изобретени   вл етс  ускорение и повышение достоверности результатов определени  теплопроводности твердых материалов.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  определени  теплопроводности твердых материалов, содержащее два теплопровод щих блока, измеритель перепада температур между ними, тепломер, два усилител , подключенных через узел компенсации контактных термических сопротивлений к счетно-решающей схеме, устройство отображени  информации и нагреватель верхнего теплопровод щего блока, введены источник опорного напр жени , блок сравнени , элемент НЕ, блок сигнализации, элемент И, блок управлени , усилитель мощности, гричем один вход блока сравнени  соединен с источником опорного напр жени -., другой вход - с выходом первого усилител  , а выход блока сравнени  через элемент НЕ соединен с блоком сигнализации и первым входом элемента И, второй вход которого св зан с выходом блока упраблени , а выход св зан с усилителем мощности, подключенным непосредственно и через нагреватель верхнего теплопровод щего блока к питающей сети.

Такое.выполнение устройства позвол ет за счет небольших дополнительных аппаратурных затрат улучшить его технический уровень и качество.

На чертеже показана структурна  схема устройства.

Устройство, содержит теплопровод щие блоки 1 и 2, между которыми помещен испытуемый образец 3, тепломер 4, вмонтированный в нижний теплопровод щий блок 2, нагреватель 5, размещенный в верхнем теплопровод щем блоке 1, усилители 6 и 7 сигналов соответственно перепада температур с датчиков 8 и 9 температуры и тепловых потоков через испытуемьй образец, узел 10 компенсаций контактных термических сопротивлений, счетно-решающую схему 11, производ щую обработку рабочей формулы, блок 12 отображени  информации, источник 13 опорного напр жени  (задатчик температуры , соединенньй .с первым входом блока 14 сравнени , с вторым входом которого соединен выход усилител  6, элемент 3 HE 15, блок 16 сигнализации выхода на требуемый температурный режим, эл мену И 17, блок 18 управлени , фор мирунщий закон управлени  нагревом, и усилитель 19 мощности. Устройство работает следующим образом . При подн том теплопровод щем блоке 1 производитс  подготовка эксперимента по измерению теплопроводности путем ввода исходных данных испытуемого образца (геометрических размеров ) в счетно-решающую схему 11 и компенсации контактных термических сопротивлений. Сигналы с выхода усилител  6 и источника 13. опорного напр жени , соотвётствунщие истинному перепаду температур между верхним и нижним 2 теплопровод щими блоками и необходимому С установленному ) пере паду температур в зависимости от мар ки материала или диапазона измерени  теплопроводности, поступают на входы блока 14 сравнени  и устанавливают его в насыщенное состо ние. С выхода блока 14 сравнени  сигнал поступает на первый вход злемента И 17 и одновременно инвертированный элементом НЕ 15 на блок 16 сигнализации. На второй вход элемента И 17 сигналы поступают с блока 18 управлени . В зависимости от необходимого закона формировани  импульсов управлени  с помощью блока 18 управлени  измен ют 344 . скорость нагрева. После логического умножени  с выхода элемента И 17 сигнал поступает на вход усилител  19 мощности с нагревателем 5 в качестве нагрузки. При достижении теплопровод щим блоком 1 необходимого значени  температур блок 14 сравнени  устанавливаетс  в противоположное состо ние, При этом срабатывает блок 16 сигнализации готовности, и нагрев прекращаетс . При нахождении верхнего блока 1 в подн том .состо нии длительное врем  происход т небольшое сполэание температуры и включение нагрева, Процесс повтор етс  периодически. После установки исследуемого образца 3 и опускани  верхне- теплопровод щего блока 1 на нагрев накладываетс  посто нный запрет блоком 18 управлени . При смене образца 3 и повторном подн тии верхнего теплопровод щего блока 1 указанные операции повтор ютс . Введение режима автоматического задани , регулировани  и сигнализации температуры нагрева исследуемого образца с учетом марки материала или диапазона измерени  теплопроводности позвол ет ускорить более чем на пор док процесс измерени  (с 0,5-1,5 ч до 3-5 мин), повысить производительность и достоверность результатов измерений;

ll

18

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДНЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее два теплопроводящих блока с дифференциально включенными термопарами, выходы которых подключены к входам первого усилителя, в один из которых вмонтирован нагреватель, а в другой - тепломер, выход которого со единен с входом второго усилителя, выходы усилителей связаны через узел компенсации контактных термических сопротивлений с счетно-решающей схемой, выход которой подключен к блоку отображения информации, отличающееся тем, что, с целью ускоре ния определения и повышения достовер· ности результатов измерения, в него введены источник опорного напряжения, блок сравнения, элемент НЕ, блок сигнализации, элемент И, блок управ ления, усилитель мощности, причем один вход блока сравнения соединен с источником опорного напряжения, другой ~ вход - с выходом первого усилителя, а ~ выход блока сравнения через элемент НЕ соединен с блоком сигнализации и первым входом элемента И, второй вход которого связан с выходом блока управω cz ления, а выход связан с усилителем мощности, подключенным через нагрева- к·* тель к питающей сети.

   аь to

   ОЗ