SU1318886A1 - Device for measuring thermal diffusivity of materials - Google Patents

Device for measuring thermal diffusivity of materials Download PDF

Info

Publication number
SU1318886A1
SU1318886A1 SU864021424A SU4021424A SU1318886A1 SU 1318886 A1 SU1318886 A1 SU 1318886A1 SU 864021424 A SU864021424 A SU 864021424A SU 4021424 A SU4021424 A SU 4021424A SU 1318886 A1 SU1318886 A1 SU 1318886A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
register
controller
thermal diffusivity
Prior art date
Application number
SU864021424A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Платонович Вавилов
Александр Иванович Иванов
Владимир Васильевич Ширяев
Original Assignee
Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова
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 Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова filed Critical Научно-исследовательский институт электронной интроскопии при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова
Priority to SU864021424A priority Critical patent/SU1318886A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1318886A1 publication Critical patent/SU1318886A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к теплофи- зическим измерени м и может быть использовано в тепловом неразрушающем контроле. Цель изобретени  - повышение точности измерений температуропроводности . Устройство работает следующим образом. Импульсный источник нагрева нагревает образец с лицевой стороны. Измеритель температуры регистрирует нарастание температуры обратной поверхности образца; Электрический сигнал, пропорциональный квадрату избыточной температуры запоминаетс  в цифровом виде в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ). Во врем  повторного опроса ОЗУ происходит непрерывное сравнение цифрового кода с половиной максимального значени  сигнала, В момент равенства- этих сигналов на индикатор выводитс  номер адреса сравниваемого цифрового кода, пропорциональный характеристическому времени процесса теплопередачи , которое используетс  дл  расчета температуропроводности. Изобретение позвол ет повысить точность измерени  температуропроводности материалов импульсным двусторонним способом. 2 ил. с В (Л 60 00 00 00 05The invention relates to thermophysical measurements and can be used in thermal non-destructive testing. The purpose of the invention is to improve the accuracy of thermal diffusivity measurements. The device works as follows. A pulsed heat source heats the sample from the front. A temperature meter registers the rise in temperature of the sample's back surface; An electrical signal proportional to the square of the excess temperature is stored in digital form in a random access memory (RAM). During the re-polling of the RAM, the digital code is continuously compared with half the maximum signal value. At the moment of equality of these signals, the indicator displays the address number of the compared digital code proportional to the characteristic time of the heat transfer process, which is used to calculate thermal diffusivity. The invention makes it possible to increase the accuracy of measuring the thermal diffusivity of materials in a pulsed two-way method. 2 Il. with B (L 60 00 00 00 05

Description

Изобретение относитс  к теплофизи ческим измерени м и может быть использовано в тепловом неразрушающем контроле.The invention relates to thermophysical measurements and can be used in thermal non-destructive testing.

Целью изобретени   вл етс  повьше ние точности измерени  температуропроводности .The aim of the invention is to increase the accuracy of measurement of thermal diffusivity.

На фиг. 1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - зависимость температуры и ее квадрата на обратной поверхности образца от времени при импульсном нагреве.FIG. 1 shows a structural diagram of the proposed device; FIG. 2 - temperature and its square on the back surface of the sample as a function of time during pulsed heating.

-Устройство дл  измерени  температуропроводности материалов содержит импульсный источник 1 нагрева, последовательно соединённые измеритель 2 температуры и квадратичный усилитель 3, блок 4 определени  максимального значени  температуры, подключенньй к выходу квадратичного усилител  3, первый регистр 5, подключенный к вы- ходу блока 4 определени  максимального значени  температуры, аналого- цифровой преобразователь 6, подключенный к выходу квадратичного усилител  3 и соединенный шиной данньрс с - первым регистром 5, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 7, соединенное шиной данных с первым реги- сром 5 .и аналого-цифровым преобразователем 6, устройство 8 сравнени , первый вход которого подключен к выходу первого регистра 5 с сдвигом на разр д, а второй вход подключен к ОЗУ 7, второй регистр 9, вход данных которого соединен шиной адреса записи/считывани  с ОЗУ 7, а вход записи подключен к выходу устройства 8 срав.нени , контроллер 10, соединен- ный импульсным источником 1 н агрева, аналого-цифровьпуг преобразователем 6, ОЗУ 7 и вторым регистром 8, а также последовательно соединенные с вторьи регистром 9 блок 11 вынода и индикатор 12. - A device for measuring the thermal diffusivity of materials contains a pulsed heating source 1 connected in series with a temperature meter 2 and a quadratic amplifier 3, block 4 for determining the maximum temperature value, connected to the output of quadratic amplifier 3, first register 5 connected to the output of block 4 for determining the maximum value temperature, an analog-to-digital converter 6, connected to the output of a quadratic amplifier 3 and connected to the first register 5 by bus data, A device (RAM) 7 connected by a data bus to the first register 5. And an analog-digital converter 6, a comparison device 8, the first input of which is connected to the output of the first register 5 with a shift to the bit, and the second input is connected to the RAM 7 The second register 9, the data input of which is connected by the write / read address bus to the RAM 7, and the write input is connected to the output of the comparator device 8, the controller 10 connected by a pulse source 1 n of the heating unit, analog-digital converter 6, RAM 7 and the second register 8 as well as in series nye a second register 9 vynoda unit 11 and indicator 12.

Объектом измерени   вл етс  образец испытуемого материала. В качестве импульсного источника нагрева - можно применить лампу-вспьппку, в качестве измерител  температуры - ин- фракрасньй пирометр.The object of measurement is the sample of the test material. As a pulsed source of heating, a flashlight can be used, and an infrared pyrometer as a temperature meter.

Характерными точками кривой изменени  температуры  вл ютс : точкаCharacteristic points of the temperature curve are: point

WQKCWQKC

в МОмаксимальной температуры Т, мент времениt gij, точка, когда сигнал достигает относительного уровн  0,721 от максимального значени  и со; at MOmax temperature T, ment time t gij, point when the signal reaches a relative level of 0.721 of the maximum value and ω;

ответствующий момент времени точка, когда сикнал достигает относительно уровн  0,707 от максимального значени  и соответствующий момент 5 времени t .the corresponding point in time, when the scinal reaches relative to the level 0.707 of the maximum value and the corresponding moment 5 of time t.

Характерными точками кривой 2, представл ющей собой квадрат температуры обратной поверхности образца,  вл ютс : точка максимума Т и мо1П / максThe characteristic points of curve 2, which is the square of the temperature of the back surface of the sample, are: the point of maximum T and Mo1P / max.

мент C-IHQKC совпадающий с соответствуюЕЦИМ значением дл  основной темпе- ратуры точка, когда сигнал достигает относительного уровн  0,5 и соответствующий момент времени дл  квадра- тичной кривой о , который совпадает с моментом времени (,.0 дл  основной кривой, когда температура достигает уровн  0,707.  ment C-IHQKC coincides with the corresponding value for the main temperature point, when the signal reaches a relative level of 0.5 and the corresponding time instant for a quadratic curve o, which coincides with the time instant (, .0 for the main curve, when the temperature reaches level 0.707.

20 При включении источника 1 нагрева происходит изменение температуры пе-. редней поверхности образца и иачи- (Наетс  изменение температуры на обратной поверхности. Одновременно20 When the heating source 1 is turned on, the temperature changes over. specimen surface and aachi- (There is a change in temperature on the back surface.

25 импульс запуска П источника 1 нагрева поступает на вход контроллера 10, которьй начинает формировать сигналы запроса аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 6, работающего в25 start pulse P of the heating source 1 is fed to the input of the controller 10, which begins to generate the request signals of the analog-to-digital converter (ADC) 6 operating in

30 двоичном коде, а также сигналы управлени  ОЗУ 7 и адреса записи/считывани  ОЗУ 7. Выходной сигнал измерител  2 температуры поступает через квад- ратичный усилитель 3 на входы блока30 binary code, as well as the control signals of the RAM 7 and the write / read addresses of the RAM 7. The output signal of the temperature meter 2 is fed through a quadratic amplifier 3 to the inputs of the unit

зс 4 определени  максимального значени  температуры и АЦП 6. Значение сигнала на выходе усилител  3 пропорционально квадрату значени  сигнала на его входе. Оцифрованные значени  сиг40 нала запоминаютс  в ОЗУ 7.Hc 4 determine the maximum temperature value and the A / D converter 6. The signal value at the output of amplifier 3 is proportional to the square of the signal value at its input. The digitized signal values are stored in RAM 7.

После момента наступлени  максимального значени  температуры в блоке 4 формируетс  сигнал, который посту45 пает на вход записи первого регистра 5, в котором запоминаетс  максимальное значение оцифрованного сигнала, а также на первьй вход контроллера 10, который прекращает вырабатыватьAfter the moment of occurrence of the maximum temperature value in block 4, a signal is generated, which is supplied to the recording input of the first register 5, in which the maximum value of the digitized signal is stored, as well as to the first input of the controller 10, which stops generating

5Q сигналы управлени  и адреса в режиме записи информации в ОЗУ и начинает формировать сигналы управлени  и адреса в режиме считывани . Данные с выхода ОЗУ 7 в режиме считывани  пос тупают на второй вход устройства 8 сравнени , первый вход которого подключен к выходу регистра 5 со сдвигом на разр д, таким образом, чтобы осуществл лось деление цифрового значе35Q control signals and addresses in the mode of recording information in the RAM and begins to generate control signals and addresses in the read mode. The data from the output of the RAM 7 in read mode is sent to the second input of the comparator device 8, the first input of which is connected to the output of the register 5 with a shift by bit, so that the digital value 3 is divided

ни  кода на два, т.е. производилс  сдвиг на один разр д.No code for two, i.e. made a shift by one bit d.

Деление на два осуществл етс  следующим образом. Старший N-й разр д выхода регистра 5 подключен к N-1- му входному разр ду первого входа уст- ройстка 8 сравнени , N-1-й разр д регистра 5 к N-2-му входному разр ду схемы 8 и т. Д., а N-й входной разр дThe division into two is as follows. The most senior Nth bit of the output of register 5 is connected to the N-1th input bit of the first input of the comparison device 8, the N-1th bit of the register 5 to the N-2nd input bit of circuit 8, and so on. D. And nth input bit

устройства сравнени  подключен к ло- Ю.щее импульсный источник нагрева, гическому О. Если значение цифрово- измеритель температуры, блок опреде- го сигнала с выхода ОЗУ 7 становитс  равным или большим значени  сигнала на первом входе схемы 8 сравнени , то устройство сравнени  вырабатывает 5 сигнал, поступающий на вход записи второго регистра 9, на вход данных которого поступает код адреса считывани . Это значение пропорционально характеристическому времени процесса 20 теплопередачи, которое выводитс  на индикатор 12 посредством блока 11 вывода. Коэффициент пропорциональности равен длительности цикла записи в ОЗУ. Одновременно сигнал с выхода 25 пературы, первый вход аналого-цифро- схемы 8 сравнени  поступает на второй вого преобразовател  соединен с вы- вход контроллера 10, который прекращает формирование всех сигналов и поступает на вход блока 4 дл  установ30Comparison device is connected to the main terminal. A pulsed heating source, a gigantic O. If the value of a digital temperature meter, a block of a certain signal from the output of RAM 7 becomes equal to or greater than the value of the signal at the first input of the comparison circuit 8, then the comparator produces 5 the signal arriving at the input of the record of the second register 9, the data input of which receives the code of the read address. This value is proportional to the characteristic time of the heat transfer process 20, which is output to the indicator 12 by means of an output unit 11. The proportionality factor is the duration of the write cycle in RAM. At the same time, the signal from the output 25 of the controller, the first input of the analog-to-digital comparison circuit 8, is fed to the second transducer connected to the input of the controller 10, which stops the formation of all signals and enters the input of the unit 4 to set 30

1318886413188864

Claims (1)

Устройство обеспечивает измерение температуропроводности в момент времени , близкий к оптимальному, что позвол ет повысить точность измерени  температуропроводности приблизительно на 60%. Формула изобретени The device provides a measurement of thermal diffusivity at near-optimal time, which allows an increase in the accuracy of thermal diffusivity measurement by approximately 60%. Invention Formula Устройство дл  измерени  температуропроводности материалов, содержалени  максимального значени  температуры , блок вывода и. индикатор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в устройство введены квадратичный уси литель, аналого-цифровой преобразователь , первый .регистр, оперативное запоминающее устройст;8о, контроллер, устройство сравнени , второй регистр причем квадратичный усилитель подключен между выходом измерител  температуры и первым входом блока определени  максимального значени  темки его в исходное состо ние. Таким образом, в устройстве регистрируетс  квадрат изменени  температуры на обратной поверхности образца , подвергаемого импульсному нагреву , и определ етс  момент времени, когда квадратичный сигнал достигает половины максимального значени . Дл  исходной кривой этот момент времени соответствует точке, когда температу35A device for measuring the thermal diffusivity of materials, the maximum temperature content, the output unit and. Indicator, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, a quadratic amplifier, an analog-to-digital converter, a first register, a random access memory; 8 °; a controller, a comparison device, a second register, are inserted into the device; the quadratic amplifier is connected between the output of the temperature meter and the first input of the block for determining the maximum value of its thread to its initial state. Thus, the device registers the square of the temperature change on the back surface of the sample subjected to pulsed heating, and determines the point in time when the quadratic signal reaches half the maximum value. For the initial curve, this moment of time corresponds to the point when the temperature ходом квадратичного усилител , а вто рой вход - с первым выходом контроллера , оперативное запоминающее устрой ство соединено шинами управлени  и ад реса записи/считывани  с контроллером и шиной данных - с аналого-цифровым преобразователем, вход данных первого регистра подключен к шине данных, а вход записи - к выходу блока определени  максимального значени  температуры и к первому входу контроллера j первый вход устройства сравнени  подключен к выходу первого реги-the quad input amplifier, and the second input - with the first output of the controller, the random access memory is connected by control and recording / reading buses to the controller and the data bus - with an analog-digital converter, the data input of the first register is connected to the data bus, and the input records - to the output of the block for determining the maximum temperature and to the first input of the controller j the first input of the comparator device is connected to the output of the first register ра достигает уровн  0,707 от макси- 40 стра со сдвигом на разр д, а второйra reaches 0.707 from max-40 stra with a shift to discharge, and the second мального значени . Действительно, имеем исходную функцию у T( tr), квадратична  функци  имеет вид у Т2(г) . Вmaximum value. Indeed, we have the original function for T (tr), the quadratic function has the form for T2 (r). AT 2 2 МО КС  MO KS точке ,а.рИмеем уpoint, and we have тt НА ON мак г poppy g , на уровне 0,5 значение у 0,,(Сд J. ). Этому значению Соответствует относительный уровень исходной функции уО, 0,(,, at the level of 0.5, the value of 0 ,, (Cd J.). This value Corresponds to the relative level of the original function v0, 0, (, ( так как Ч0,5 0,707. Полученное значение 0,707 относительно- го уровн  близко к оптимальному значению 0,721, которое рекомендуетс  дл  измерени  температуропроводности(since CH0.5 0.707. The obtained value of 0.707 relative level is close to the optimal value 0.721, which is recommended for measuring thermal diffusivity т- 13188864t - 13188864 Устройство обеспечивает измерение температуропроводности в момент времени , близкий к оптимальному, что позвол ет повысить точность измерени  температуропроводности приблизительно на 60%. Формула изобретениThe device provides a measurement of thermal diffusivity at near-optimal time, which allows an increase in the accuracy of thermal diffusivity measurement by approximately 60%. Invention Formula Устройство дл  измерени  температуропроводности материалов, содержащее импульсный источник нагрева, измеритель температуры, блок опреде- пературы, первый вход аналого-цифро- вого преобразовател  соединен с вы- A device for measuring the thermal diffusivity of materials, containing a pulsed heating source, a temperature meter, a measuring unit, the first input of an analog-to-digital converter, is connected to лени  максимального значени  температуры , блок вывода и. индикатор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в устройство введены квадратичный усилитель , аналого-цифровой преобразователь , первый .регистр, оперативное запоминающее устройст;8о, контроллер, устройство сравнени , второй регистр причем квадратичный усилитель подключен между выходом измерител  температуры и первым входом блока определени  максимального значени  темщее импульсный источник нагрева, измеритель температуры, блок опреде- пературы, первый вход аналого-цифро- вого преобразовател  соединен с вы- maximum temperature, output unit, and. An indicator, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, a quadratic amplifier, an analog-to-digital converter, a first register, a random access memory; 8 °, a controller, a comparison device, a second register are inserted into the device, and a quadratic amplifier is connected between the output of the temperature meter and the first input of the block for determining the maximum value of a dark pulsed heating source, a temperature meter, a detecting unit, the first input of the analog-to-digital converter is connected to ходом квадратичного усилител , а второй вход - с первым выходом контроллера , оперативное запоминающее устройство соединено шинами управлени  и адреса записи/считывани  с контроллером и шиной данных - с аналого-цифровым преобразователем, вход данных первого регистра подключен к шине данных, а вход записи - к выходу блока определени  максимального значени  температуры и к первому входу контроллера j первый вход устройства сравнени  подключен к выходу первого реги-the quad input of the amplifier and the second input to the first controller output, the random access memory is connected by control buses and the write / read addresses to the controller and data bus to the analog-digital converter, the data input of the first register is connected to the data bus, and the write input to the output of the block for determining the maximum temperature and to the first input of the controller j the first input of the comparator device is connected to the output of the first register 4545 50 50 вход - к выходу оперативного запоминающего устройства, вход данных второго регистра подключен к шине адреса записи/считывани , вход записи подключен к выходу устройства сравнени , .а выход - к входу блока вывода, выход схемы сравнени  соединен с вторым входом блока определени  максимального значени  температуры и вторым входом контроллера, третий вход контроллера соединен с входом импульсного источника нагрева и кнопкой пуска.the input is to the output of the random access memory, the data input of the second register is connected to the write / read address bus, the write input is connected to the output of the comparison device, and the output is connected to the input of the output unit, the output of the comparison circuit is connected to the second input of the maximum temperature value detection unit and the second input of the controller, the third input of the controller is connected to the input of the pulse heating source and the start button. 77 jpjp макс f---max f --- 7Z1 0. 7077Z1 0. 707 f..7 0,721f..7 0.721 mc№.mc№ Составитель В.Гусева Редактор А.Шандор Техред А.Кравчук Корректор Г.РешетникCompiled by V. Guseva Editor A. Shandor Tehred A. Kravchuk Proofreader G. Reshetnik Заказ 2502/36 Тираж 776ПодписноеOrder 2502/36 Edition 776 Subscription ВНИИПИ Государстсвенного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4 Фиг. 2FIG. 2
SU864021424A 1986-02-14 1986-02-14 Device for measuring thermal diffusivity of materials SU1318886A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864021424A SU1318886A1 (en) 1986-02-14 1986-02-14 Device for measuring thermal diffusivity of materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864021424A SU1318886A1 (en) 1986-02-14 1986-02-14 Device for measuring thermal diffusivity of materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1318886A1 true SU1318886A1 (en) 1987-06-23

Family

ID=21221308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864021424A SU1318886A1 (en) 1986-02-14 1986-02-14 Device for measuring thermal diffusivity of materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1318886A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 913196, кл. G 01 N.25/18, 1982. Авторское свидетельство СССР № 621995, кл. G 01 N 25/18, 1978. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
GB2040048A (en) Method of compensating for the infuences of temperature on the velocity of sound in a coupling medium for ultrasonc testing
CN101144739A (en) High temperature material blackbody radiation emissivity test principle and method
SU1318886A1 (en) Device for measuring thermal diffusivity of materials
Burgess On methods of obtaining cooling curves
JP2000206070A5 (en)
SU1610415A1 (en) Method of determining differences of heat capacities of tested specimen and standard
SU744384A1 (en) Semiconductor device time-parameter digital meter
RU1778658C (en) Method of contactless control of thermophysical characteristics of materials
SU1241116A1 (en) Device for determining thermal conductivity
SU479964A1 (en) Temperature measurement method
SU1255971A1 (en) Device for checking parameters of electric circuits
RU2090872C1 (en) Device determining coefficient of thermal diffusivity
JPS6345527B2 (en)
RU2132548C1 (en) Device for measuring thermal characteristics
SU1238161A1 (en) Analog storage
SU1753252A1 (en) Method of non-contact nondestructive inspecting thickness of item film coatings and device realization
SU1228123A1 (en) Device for studying substance enthalpy
SU1260801A1 (en) Thermoelectrical device for checking metals and alloys
SU1527562A1 (en) Apparatus for nondestructive quality control of heat treatment of articles
US4548513A (en) Method and apparatus for measuring response time
SU1420498A1 (en) Heat-metering flaw detector
JPS5833133A (en) Thermometer
RU2184955C1 (en) Device determining characteristics of materials
SU974148A1 (en) Device for measuring thermoconverter thermal lag
SU1446559A1 (en) Ultrasonic echo-pulse flaw detector