SU1352331A1 - Device for determining thermal-physical characteristics of soils in field conditions - Google Patents

Device for determining thermal-physical characteristics of soils in field conditions Download PDF

Info

Publication number
SU1352331A1
SU1352331A1 SU864078682A SU4078682A SU1352331A1 SU 1352331 A1 SU1352331 A1 SU 1352331A1 SU 864078682 A SU864078682 A SU 864078682A SU 4078682 A SU4078682 A SU 4078682A SU 1352331 A1 SU1352331 A1 SU 1352331A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
temperature sensor
heater
constant power
heat
toggle switch
Prior art date
Application number
SU864078682A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ариф Шафаят Оглы Мехтиев
Кудрат Канис Оглы Мамедов
Мири Агарза Оглы Абдуллаев
Аликрам Панах Оглы Магеррамов
Мирали Гамбой Оглы Магсудов
Original Assignee
Научно-Производственное Объединение Космических Исследований При Ан Азсср
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-Производственное Объединение Космических Исследований При Ан Азсср filed Critical Научно-Производственное Объединение Космических Исследований При Ан Азсср
Priority to SU864078682A priority Critical patent/SU1352331A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1352331A1 publication Critical patent/SU1352331A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области определени  теплофизических характеристик почв в полевых услови х. Цель изобретени  - повышение точности и уменьшение термической инерционности устр-ва. Датчик 1 температуры изготовлен в виде трубки, внутри которой помещен нагреватель посто нной мощности . Дл  определени  теплофизичес ких характеристик датчик 1 температуры вводитс  в почву и выдерживаетс  около минуты, затем тумблером 5 включаетс  нагреватель и цифровым омметром 3 измер етс  сопротивление датчика 1 температуры в два момента времени после нагрева. Мощность нагревател  вычисл етс  по показанию амперметра 7 и вольтметра 8 по приведенной формуле. Затем определ етс  теплопроводность , температуропроводность и объемна  теплоемкость из приведенных соотношений, 4 ил. ё (/) The invention relates to the field of determining the thermophysical characteristics of soils in the field. The purpose of the invention is to improve the accuracy and reduce the thermal inertia of the device. The temperature sensor 1 is made in the form of a tube, inside which a constant power heater is placed. To determine the thermal characteristics, the temperature sensor 1 is introduced into the soil and held for about a minute, then the toggle switch 5 turns on the heater and the digital ohmmeter 3 measures the resistance of the temperature sensor 1 at two points in time after heating. The power of the heater is calculated from the reading of ammeter 7 and voltmeter 8 using the above formula. Then, the thermal conductivity, thermal diffusivity, and volumetric heat capacity are given from the above ratios, 4 Il. e (/)

Description

10ten

1135233111352331

Изобретение относитс  к определению теплофизических характеристик почв в полевых услови х (теплопроводность , температуропроводность и теп- . лоемкость).The invention relates to the determination of the thermophysical characteristics of soils under field conditions (thermal conductivity, thermal diffusivity and heat capacity).

Цель изобретени  - повьшение точности и уменьшение термической инерционности устройства.The purpose of the invention is to increase the accuracy and reduce the thermal inertia of the device.

На фйг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - датчик температуры с нагревателем посто нной мопщос- ти; на фиг.З - термограмма предлагаемого устройства; на фиг,/ - термограмма прототипа.Figure 1 shows the layout of the device; Fig. 2 shows a temperature sensor with a constant motor heater; on fig.Z - thermogram of the device; fig, / - thermogram of the prototype.

Устройство дл  определени  тепло- физических характеристик почв в полевых услови х состоит (см. фиг,1). из датчика i температуры, выводы 2 которого соединены с цифровым омметром 3, нагревател  посто нной мощности , выводы 4 которого соединены с тумблером 5, аккумул тором 6, амперметром 7 и вольтметром 8. Датчик 1 температуры (см, фиг.2} изготовлен из высокоомного кремни  в виде трубки 9, внутри которой помещен на:греватель посто нной мощности, состо щий из керамического капилл ра 10, на поверхности которого бифил рно намотан кон- стантанойый нагреватель 11. Трубка 9 покрыта тонким изолирующим слоем диэлектрика , заполнена теплообменным газом и прикреплена к эбонитовой головке 12.A device for determining the thermal and physical characteristics of soil in field conditions consists (see FIG. 1). from temperature sensor i, pins 2 of which are connected to a digital ohmmeter 3, a constant power heater, pins 4 of which are connected to a toggle switch 5, battery 6, ammeter 7 and voltmeter 8. Temperature sensor 1 (see, figure 2} is made of high resistance silicon in the form of a tube 9, inside of which is placed on: a constant power heater consisting of a ceramic capillary 10, on the surface of which a constant heater 11. is bifilically wound. The tube 9 is covered with a thin insulating layer of a dielectric, filled with a heat-exchanging gas and a cup replen to the ebonite head 12.

Дл  определени  теплофизических характеристик датчик 1 температуры вводитс  в почву и выдерживаетс  около одной минуты, чтобы прин ть темпе . Х To determine the thermophysical characteristics, a temperature sensor 1 is introduced into the soil and held for about one minute to take on a tempo. X

с with

,, и t,, and t

4 t-l(t,-t, )4 t-l (t, -t,)

хК,hk,

температуры при временахtemperatures at times

€. €.

г 1 - длина зонда; g 1 is the length of the probe;

15 К,, К, - посто нные величины, определ емые размерами датчика температуры, определ емые из соотношений15 К ,, К, are the constant values determined by the size of the temperature sensor, determined from the ratios

2020

(F)(F)

Кг Kg

,0-3, 0-3

5 R5 R

- г,- g

2525

гдеWhere

г - R X 30g - R X 30

внутренний радиус; внешний радиус датчика температуры;inner radius; external radius of the temperature sensor;

посто нна  величина, определ ема  в зависимости от температур t) , tj из формулы In 2constant value, determined depending on the temperatures t), tj from the formula In 2

ехрexp

T7T5ti t7T7t5ti t7

- 1- one

3535

Дл  построени  термограммы по истечении 10 с (t после включени  константанового нагревател  11 через каждые 3 с записываютс  показани  ратуру почвы, затем тумблером 5 вклю- до цифрового омметра 3. чаетс  константановый нагреватель 11 В качества примера конкретного и цифровым омметром 3 (заранее гра- .выполнени  было изготовлено устрой-To build a thermogram after 10 s (t, after turning on a constantan heater 11, a soil routine is recorded every 3 seconds, then a toggle switch 5 turns on a digital ohmmeter 3. read a constantan heater 11 as an example of a specific and digital ohmmeter 3 (in advance. performance was made by device

дуированным по температуре) измер етс  сопротивление датчика 1 температуры в два момента времени рнзmeasured by temperature) the resistance of the temperature sensor 1 at two points in time is measured

Г. иG. and

г (че- где r (where

10 и 60 с) после нагрева,10 and 60 s) after heating,

стационарного температурного хода; С, - окончание стационар 0 - началоstationary temperature stroke; C, - end of hospital 0 - start

и t.and t.

наного температурного хода; ход тс  экспериментально.nano temperature course; progress is experimentally.

Мощность константанового нагревател  11 вычисл етс  по показанию амперметра 7 и вольтметра 8 по формуле W UI. Затем полученные экспериментальные значени  , t i г и W подставл ют в формулы и вычисл - . ют теплопроводность (.), температуро проводность (а) и объемна  теплоемкость ,(с) из следующих соотношений:The power of the constantan heater 11 is calculated from the reading of ammeter 7 and voltmeter 8 using the formula W UI. Then, the obtained experimental values, t i g and W are substituted into the formulas and calculated -. thermal conductivity (.), temperature conductivity (a) and volumetric heat capacity, (c) of the following relations:

. Х . X

10ten

с with

4 t-l(t,-t, )4 t-l (t, -t,)

хК,hk,

,, и t,, and t

температуры при временахtemperatures at times

€. €.

г 1 - длина зонда; g 1 is the length of the probe;

К,, К, - посто нные величины, определ емые размерами датчика температуры, определ емые из соотношенийK ,, K, are constant values determined by the size of the temperature sensor, determined from the ratios

2020

(F)(F)

Кг Kg

,0-3, 0-3

5 R5 R

- г,- g

гдеWhere

г - R X g - R X

внутренний радиус; внешний радиус датчика температуры;inner radius; external radius of the temperature sensor;

посто нна  величина, определ ема  в зависимости от температур t) , tj из формулы In 2constant value, determined depending on the temperatures t), tj from the formula In 2

ехрexp

T7T5ti t7T7t5ti t7

- 1- one

ство дл  определени  теплофизических характеристик почв в полевых услови х, содержащее датчик температуры, выполненный из высокоомного кремни  в виде трубки длиной 50 мм, с внешним диаметром 4 мм, с внутренним диаметром 2,5 мм, внутри помещен керамичес- кий капилл р с внешним диаметром 2 мм, через который выводитс  нижний вьшод датчика температуры к его головке.На поверхность керамического капилл ра бифил рно намотана константанова  проволока диаметром 0,05 мм. Датчик заполнен теплообменным газом (в нашем случае гелием), покрыт тонким изолирующим слоем и прикреплен к эбонитовой головке. Выводы константанового нагревател  также вывод тс  на эбонитовую головку датчика.A tool for determining the thermophysical characteristics of soils in field conditions, containing a temperature sensor made of high-resistance silicon in the form of a tube 50 mm long, with an outer diameter of 4 mm, with an inner diameter of 2.5 mm, and a ceramic capillary with an outer diameter 2 mm through which the bottom output of the temperature sensor is led to its head. A constantan wire with a diameter of 0.05 mm is wound on the surface of the ceramic capillary. The sensor is filled with heat exchange gas (in our case, helium), covered with a thin insulating layer and attached to the ebonite head. The outputs of the constantan heater are also output to the ebony sensor head.

Выводы датчика температуры соединены с цифровым омметром, в качестве которого использован универсальный 1дафровой вольтметр В7-35, а выводы нагревател  посто нной мощности через тумблер соединены с аккумул тором, миллиамперметром M42I01(0-100 мА) и ю вольтметром М42100(0-30 В).The temperature sensor leads are connected to a digital ohmmeter, which uses a universal 1-digit voltmeter V7-35, and the outputs of a constant-power heater are connected via a toggle switch to a battery, a milliammeter M42I01 (0-100 mA), and a M42100 voltmeter (0-30 V) .

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  определени  тепло- 15 физических характеристик почв в поле- вател ь посто нной мо.щности.A device for determining the heat- 15 physical characteristics of the soil in a field of constant power. вых услови х, содержащее дат пературы, нагреватель посто  ности, последовательно соеди с ним тумблер, аккумул тор и метр, и параллельно - вольтм личающеес  тем, чт лью повьшени  точности и уме термической инерционности, в введен цифровой омметр, подк к выводам датчика температур ненного в виде герметичной т заостренным концом из высоко кремни , заполненной теплооб газом, внутри которой размещconditions, containing data points, a constant heater, sequentially connecting a toggle switch, a battery and a meter, and in parallel — a voltage that increases accuracy and mind thermal inertia, a digital ohmmeter is inserted, connected to the terminals of the temperature sensor in the form of a hermetic t with a pointed end of high silicon, filled with heat and gas, inside which is placed Т.НT.N 9 Л7//9 L7 // 30153015 VV фи5.2phi5.2 О Ш го 30 40 50 60 70 т сенAbout Sh th 30 40 50 60 70 t sen фиг.FIG. вател ь посто нной мо.щности.water of a constant power. вых услови х, содержащее датчик температуры , нагреватель посто нной мощности , последовательно соединенные с ним тумблер, аккумул тор и амперметр , и параллельно - вольтметр, о т- личающеес  тем, что, с целью повьшени  точности и уменьшени  термической инерционности, в него введен цифровой омметр, подключенный к выводам датчика температуры, выполненного в виде герметичной трубки с заостренным концом из высокоомного кремни , заполненной теплообменным газом, внутри которой размещен нагре298 ,5 296,0A temperature sensor, a constant power heater, a toggle switch, a battery and an ammeter connected in series with it, and a voltmeter in parallel, which is due to the fact that, in order to improve accuracy and reduce thermal inertia, a digital an ohmmeter connected to the terminals of a temperature sensor, made in the form of a sealed tube with a pointed end made of high-resistance silicon filled with heat-exchange gas, inside which is placed a heated, 5,296.0.0 т. 5v. 5 297.0 296,5297.0 296.5 296,0 29S,S 295296.0 29S, S 295 О 20 40 дО ВО 70О ПО 140 760 180 Г сен About 20 40 do VO 70O PO 140 760 180 G sep фиг. 4FIG. four Редактор А.ДолиничEditor A.Dolinich Составитель Л.Бал нинаCompiled by L. Bal Nina Техред М.Морг.ентал Корректор С.ШекмарTehred M.Morg.ental Proofreader S.Shekmar Заказ 5558/41Тираж 776ПодписноеOrder 5558/41 Circulation 776 Subscription ВНИШШ Государственного комитета СССРVNISh State Committee of the USSR 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
SU864078682A 1986-06-10 1986-06-10 Device for determining thermal-physical characteristics of soils in field conditions SU1352331A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864078682A SU1352331A1 (en) 1986-06-10 1986-06-10 Device for determining thermal-physical characteristics of soils in field conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864078682A SU1352331A1 (en) 1986-06-10 1986-06-10 Device for determining thermal-physical characteristics of soils in field conditions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1352331A1 true SU1352331A1 (en) 1987-11-15

Family

ID=21241818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864078682A SU1352331A1 (en) 1986-06-10 1986-06-10 Device for determining thermal-physical characteristics of soils in field conditions

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1352331A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Мерзлотные влени в грунтах. - Сб. ст., пер. с англ. Б.Н.Достовалова под ред. А.М.Цукермана. М.: Иностранна литература, 1955, с. 81. Панфилов В.П. и др. Теплофизичес- кие свойства и режимы черноземов При- обь о Новосибирск, Наука, 1981, с.24- 25. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chaikin et al. Apparatus for thermopower measurements on organic conductors
Zhang et al. Simultaneous measurements of the thermal conductivity and thermal diffusivity of molten salts with a transient short-hot-wire method
CN201016950Y (en) Semiconductor thermoelectric performance testing instrument
CA2011659C (en) Measuring sensor for fluid state determination and method for measurement using such sensor
CN109406569A (en) A kind of measuring system and method that can measure thermoelectricity parameter and Hall coefficient simultaneously
SU1352331A1 (en) Device for determining thermal-physical characteristics of soils in field conditions
US3332285A (en) Fast precision temperature sensing thermocouple probe
CA1158892A (en) Sample combustion chamber for measurement of calorific values
Valente et al. Button heat-pulse sensor for soil water content measurements
SU502302A1 (en) Thermal probe
SU1330527A1 (en) Method of determining heat conduction of anisotropic materials
SU811126A1 (en) Method of measuring temperature of sample surface
Kanbour et al. Solution Calorimeter with Peltier Cooling for Operation at Constant Temperature
SU873085A1 (en) Device for measuring material thermal physical characteristics
Ozawa et al. Heat Measurement by Differential Thermal Analysis
US3328558A (en) Thermal instrumentation apparatus
CN213748806U (en) Thermocouple fixing device on sample cell
JPS6426136A (en) Heat quantity measuring instrument
JPH04105053A (en) Measuring method for thermal conductivity of molten resin
SU529401A1 (en) Device for measuring thermo-emf coefficient
SU1225338A1 (en) Thermal level gauge
SU609977A1 (en) Method of determining the working junction embedding depth of thermocouples in specimen
Linacre Harwell Graphite Calorimeter
SU1636753A1 (en) Method of measuring thermal conductivity of semiconductors
SU1264053A1 (en) Thermal probe