SU1594402A1 - Apparatus for measuring thermal diffusity of solid bodies - Google Patents

Apparatus for measuring thermal diffusity of solid bodies Download PDF

Info

Publication number
SU1594402A1
SU1594402A1 SU884626164A SU4626164A SU1594402A1 SU 1594402 A1 SU1594402 A1 SU 1594402A1 SU 884626164 A SU884626164 A SU 884626164A SU 4626164 A SU4626164 A SU 4626164A SU 1594402 A1 SU1594402 A1 SU 1594402A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
differentiator
heating
pass filter
Prior art date
Application number
SU884626164A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Платонович Вавилов
Александр Иванович Иванов
Элеонора Исаевна Тютюнщикова
Миргазиян Хафизович Хафизов
Владимир Васильевич Ширяев
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1504
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 Предприятие П/Я А-1504 filed Critical Предприятие П/Я А-1504
Priority to SU884626164A priority Critical patent/SU1594402A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1594402A1 publication Critical patent/SU1594402A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технике теплофизичесокого приборостроени . Цель изобретени  - повышение точности измерений за счет снижени  вли ни  флуктуаций мощности нагрева, а также снижени  вли ни  высокочастотных помех. В устройство введены диафрагма, ограничивающа  мощность светового импульса, поступающего на фотоприемник, фильтр верхних частот, управл емый усилитель, интегратор, запоминающий блок и вычитающее устройство. Изобретение позвол ет уменьшить разброс измерени  временного интервала между началом импульса нагрева и моментом достижени  максимума первой производной температуры по времени. 1 ил.The invention relates to a technique of thermophysical instrumentation. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing the effect of fluctuations in heating power, as well as reducing the effect of high-frequency interference. A diaphragm is introduced into the device, which limits the power of the light pulse arriving at the photodetector, the high-pass filter, the controlled amplifier, the integrator, the storage unit and the subtractive device. The invention makes it possible to reduce the scatter of the measurement of the time interval between the start of the heating pulse and the moment when the maximum of the first derivative of the temperature is reached with time. 1 il.

Description

(L

СWITH

Изобретение относитс  к технике теплофизического приборостроени  и может быть использовано дл  измерени  теьшературопроводности твердых тел.The invention relates to a technique of thermophysical instrumentation and can be used to measure the thermal diffusivity of solids.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  температуропроводности твердых тел путем снижени  вли ни  флуктуации мощности нагрева, а также вли ни  высокочастотных помех.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the thermal diffusivity of solids by reducing the effect of fluctuations in heating power, as well as the effect of high-frequency noise.

На чертеже изображена структурна  схема устройства.The drawing shows a block diagram of the device.

Устройство содержит оптический импульсный источник 1 нагрева, образец 2 исследовани , измеритель 3 темпе-; ратуры, второй дифференциатор 4, первый дифференциатор 5, нуль-орган 6, фотоприемник 7, формирователь 8 имт пульса начала нагрева, измеритель 9 временного интервала, интегратор 10, запоминающий блок 11, управл емыйThe device contains an optical pulse source of heat 1, sample 2 of the study, the meter 3 temp; pans, second differentiator 4, first differentiator 5, null-organ 6, photodetector 7, shaper 8 imt pulse start of heating, meter 9 time interval, integrator 10, storage unit 11, controlled

усилитель 12, фильтр 13 частот, вычитающее устройство 14 и диафрагму 15. ; Устройство работает .следующим об- .amplifier 12, filter 13 frequencies, subtractive device 14 and diaphragm 15.; The device works. The following ob-.

разом. iat once. i

После нажати  кнопки Пуск импуль-| сный источник 1 нагрева выбрасывает световой импульс мощностью Ф, и нагревает образец 2. Тепловое излучение J с противоположной поверхности об- разча 2 регистрируетс  измерителем 3 температуры. Одновременно часть свето-. вого потока Ф, поступает на фотоприемник 7. Посредством диафрагмы 15 . этот поток ограничиваетс  по мощности с целью исключени  насыщени  фото-, приемника 7. Сигнал фотоприемника 7 поступает на вход формировател  8 импульса начала нагрева, на вькоде которого по вл етс  импульс запуска измерител  9 временного интервала,After pressing the Start button, the | A clear heating source 1 emits a light pulse of power F, and heats the sample 2. The thermal radiation J from the opposite surface of the treatment 2 is recorded by the temperature meter 3. At the same time part of the light. the first flow F, enters the photodetector 7. Through the diaphragm 15. this flow is limited in power in order to avoid saturation of the photo- and receiver 7. The signal of the photodetector 7 is fed to the input of the imaging unit 8 of the heating start pulse, at which code the start pulse of meter 9 of the time interval appears,

ОABOUT

одновременно сигнал фотоприемника 7 поступает на интегратор 10, на вько- де которого по вл етс  пстгенциал, прог порциональньй мощности ф светового импульса. Это значение потенциала запоминаетс  на врем  регистрации теплового излучени  I зaпo fflнaющим блоком 11, в качестве которого можно применить пиковый детектор Уровень потенциала с выхода запоминающего блока 11 поступ/1ет на управл ющий вход управл емого усилител  12, коэффициент усилени  которого обратно пропорционален -этому потенциалу.at the same time, the signal of the photodetector 7 is fed to the integrator 10, at which pstengenal appears, the power projection φ of the light pulse. This potential value is stored at the time of registration of thermal radiation I zapo fflnaya unit 11, which can be used as a peak detector. The potential level from the output of the storage unit 11 is fed / 1et to the control input of the controlled amplifier 12, the gain is inversely proportional to this potential.

Таким образом, из сигнала, соответствующего изменению температуры образца 2, исключаетс  вли ние изменени  энергии вспышки, вызванное внешними факторами. Сигнал с выхода из- мерител  3 темпера,туры через управл емый усилитель 12 поступает на входы второго дифференциатора 4 и фильтра 13 верхних частот. Шумовой сигнал с выхода фильтра 13 поступает на вход вычитающего устройств а 14, на второй вход которого поступает сигнал с выхода второго дифференциатора 4. Сиг- нал, пропорциональный разности входных сигналов, с выхода вычитающего устройства 14.через первый дифференциатор 5 поступает на вход нуль-органа 6. Импульс с выхода нуль-органа 6 поступает на вход измерител  9 временного интервала. В качестве выходного сигнала устройства служит отрезок времени между началом импульса нагрева и моментом максимума первой производной температуры по времени f „ после чего по формуле о.0,09Т.2/( ) Thus, from the signal corresponding to the change in the temperature of sample 2, the influence of the change in flash energy caused by external factors is excluded. The signal from the output of the temperate meter 3, the tours through the controlled amplifier 12 is fed to the inputs of the second differentiator 4 and high pass filter 13. The noise signal from the output of the filter 13 is fed to the input of the detractors and 14, the second input of which receives a signal from the output of the second differentiator 4. A signal proportional to the difference of input signals, from the output of the detractor 14. Through the first differentiator 5 it enters the input zero- organ 6. The impulse from the output of the zero-organ 6 is fed to the input of the meter 9 time interval. The output signal of the device is the time interval between the beginning of the heating pulse and the moment of maximum of the first derivative of the temperature with time f „, then according to the formula 0.0.09T.2 / ()

. - М.П. - M.P.

вычисл ют температуропроводность, где L-толщина образца исследовани ; «.-температуропроводность .thermal diffusivity is calculated, where L is the thickness of the test specimen; “.-Thermal diffusivity.

Диафрагма 15 выполнена в виде патрона с отверстием диаметром 0,1 мм, надеваемого на фотоприемник (фотодиод ) , и ограничивает поток на фото - диоде. Интегратор 10 выполнен на операционном усилителе и сигнал на его выходе пропорционален полной энергии импульса нагрева. Запоминающий блок 1 ( пиковый детектор) сохран ет значение полной энергии импульса нагрева в течение времени измерени . Управл емьм усилитель 12 выполнен на операционном усилителе с полевым транзистором в цепи управлени  коэффициента передачи и предназначен дл  автоматической корректировки сигнала по энергии нагрева . Фильтр 13 верхних частот выполнен на операционном усилителе и предназначен дл  передачи частот f (3-5)/f,, минимальное измеренное врем .The diaphragm 15 is made in the form of a cartridge with a hole with a diameter of 0.1 mm, worn on the photodetector (photodiode), and restricts the flow in the photo - diode. The integrator 10 is made on the operational amplifier and the signal at its output is proportional to the total energy of the heating pulse. The storage unit 1 (peak detector) stores the value of the total energy of the heating pulse during the measurement time. The control amplifier 12 is made on an operational amplifier with a field-effect transistor in the transmission control circuit and is designed to automatically correct the signal by the heating energy. The high-pass filter 13 is made on an operational amplifier and is designed to transmit frequencies f (3-5) / f, the minimum measured time.

Вьиитающее устройство 14 выполнено на резисторах. Сигналы на вычитающее устройство 14 с выходов дифференциатора 4 и фильтра 13 поступает в противофазе, чем обеспечиваетс  час- тотное подавление помехи.The output device 14 is made on resistors. Signals to the subtractive device 14 from the outputs of the differentiator 4 and the filter 13 are supplied in antiphase, which ensures frequency interference suppression.

Преимущество устройства состоит в снижении дисперсии измер емого параметра - времени 1 „, что обеспечивает повьшение точности измерений при фиксированном числе измерений.The advantage of the device is to reduce the dispersion of the measured parameter - a time of 1 „, which ensures an increase in the measurement accuracy for a fixed number of measurements.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  температуропроводности твердых тел, содержащее оптический импульсный источник нагрева, измеритель температуры, два дифференциатора, фотоприемник, формирователь импульса начала нагрева, измеритель временного интервала, причем выход первого дифференциатора подключен через нуль-орган к перво- . му входу измерител  временного интервала , к второму входу которого подключен выход фop шpoвaтeл  импу льса начала нагрева, вход которого соединен с фотоприемником, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет снижени  вли ни  флуктуации мощности нагрева и снижени  вли ни  высокочастотных помех, в устройство дополнительно введены диафрагмы потока наг.- рева, установленна  перед фотоприемником , фильтр верхних частот, управл емый усилитель, интегратор, запоминающий блок и вычитающее устройство причем вход интегратора соединен с флтоприемником, выход интегратора через запоминающий блок подклю- чен к входу управлени  управл емого усилител , вход которого соединен с выходом измерител  температуры, а выход - с входом второго дифференциатора и входом фильтра верхних- частот, выходы второго диффе1 енциатора и фильтра верхних частот подключены к первому и второму входам вычитающего устройства соответственно, а его выход соединен с входом первого дифференциатора .A device for measuring the thermal diffusivity of solids, containing an optical pulse heat source, a temperature meter, two differentiators, a photodetector, a shaper of the start of heating pulse, a time interval meter, the output of the first differentiator being connected via a zero-organ to the first. A time slot meter input, to the second input of which the output of the impulse booster of the heating start impulse is connected, the input of which is connected to the photoreceiver, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy by reducing the effect of fluctuation of the heating power and reducing the effect of high-frequency interference, diaphragms of a nagrevy flux, installed in front of the photoreceiver, a high-pass filter, a controlled amplifier, an integrator, a storage unit and a subtractive device, are additionally inserted into the device; the torus is connected to the flota receiver, the integrator output is connected to the control input of the controlled amplifier through the storage unit, the input of which is connected to the output of the temperature meter, and the output to the input of the second differentiator and input of the high-pass filter, outputs of the second differentiator and high-pass filter connected to the first and second inputs of the subtracting device, respectively, and its output is connected to the input of the first differentiator.
SU884626164A 1988-12-26 1988-12-26 Apparatus for measuring thermal diffusity of solid bodies SU1594402A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884626164A SU1594402A1 (en) 1988-12-26 1988-12-26 Apparatus for measuring thermal diffusity of solid bodies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884626164A SU1594402A1 (en) 1988-12-26 1988-12-26 Apparatus for measuring thermal diffusity of solid bodies

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1594402A1 true SU1594402A1 (en) 1990-09-23

Family

ID=21417769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884626164A SU1594402A1 (en) 1988-12-26 1988-12-26 Apparatus for measuring thermal diffusity of solid bodies

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1594402A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4313344A (en) Fiber optical temperature measurement devices
US3897155A (en) Atomic fluorescence spectrometer
CA1141190A (en) Apparatus for determining the refractive index profile of optical fibres
US4048844A (en) Electric system of meter for measurements of density of mixtures conveyed in a pipeline
SU1594402A1 (en) Apparatus for measuring thermal diffusity of solid bodies
US5095281A (en) Method and apparatus for determining the absolute noise figure of optical amplifiers
US4095098A (en) Ratiometric transparency meter
SU1223093A1 (en) Optical meter of dust concentration
SU1198387A1 (en) Method of measuring object optical characteristics
JPS63103939A (en) Infrared moisture meter
US3397607A (en) Single faraday cell polarimeter
RU1095783C (en) Method of determining coefficients of adsorption and spatial adsorption of slightly-adsorbing materials
RU1759139C (en) Optoelectronic device
SU1283629A1 (en) Optical meter of dust concentration
SU763748A1 (en) Device for measuring moisture-content
JPS63188704A (en) High-sensitivity optical fiber sensor
SU1422026A1 (en) Device for measuring characteristic time of heat transfer process
SU911180A1 (en) Device for measuring temperature
JPS577514A (en) Optical measuring device
SU1283578A1 (en) Device for measuring transfer characteristic of fibre lightguide
SU934315A1 (en) Device for measuring the weighing of fibrous strip
JPS589047A (en) Method and apparatus for measuring turbidity
SU1022058A1 (en) Device for contactless measuring of strength of current
SU911971A1 (en) Electronic densimeter
JPH0373821B2 (en)