SU171135A1 - УСТРОЙСТВО дл ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ БЕСКОНТАКТНОЙ ТЕРМОГРАФИЧЕСКОЙ КАЛОРИМЕТРИИ - Google Patents

Description

В известных устройствах и приборах термографии дл  измерени  температуры примен ютс  термопары. В св зи с необходимостью исследовани  тугоплавких веществ в интервале , превышающем 2000°С, применение термопар становитс  затруднительным. Кроме того, известно, что температуру следует измер ть в услови х термодинамического равновеси . Однако режим термографии соответствует услови м направленного потока, который неизбежно св зан с градиентом температур в образце и по сечению блока. В этих услови х любой процесс, св занный с изменением свойств в св зи с термической инерцией, начинаетс  с поверхности исследуемого объема, поэтому помещение термопар в различных участках цилиндрической системы может давать значительные расхождени  в измерении температуры , а площади дифференциальной кривой, соответствующие тепловым эффектам, будут различатьс  в зависимости от условий теплоотдачи и от теилофизических свойств образцов.

В предлагаемом устройстве термопары замен ютс  низкоомными термометрами сопротивлени , выполненными из вольфрама, которые обладают значительно меньщей абсолютной ногрещностью, чем термопары. Помимо этого, наличие источника теплового эталонного импульса в предложенном устройстве позвол ет путем вычислени  площади, ограниченной Дифференциальной кривой, определ ть изменение теплосодержани  и величины тепловых эффектов, имеющих место при фазовых превращеии х и химических реакци х и т. п. Па чертеже изображен вольфрамовый блок в разрезе и измерительно-регистрирующа  схема.

Внутренн   полость блока / разделена теплоэлектроизол ционной перегородкой 2 и оболочкой 5 на две равные части - полость А теплообмена образца и иолость Б нейтрального (эталонного) теилообмена, в одну из которых помеп,аетс  образец 4, а в другой, сравнительной , находитс  источник 5 теплового

импульса - нагреватель. Два одинаковых низкоомных термометра сопротивлени  6 и 7 располагаютс  между тигл ми 8 и оболочками 3 в двух полост х блока. Дл  защиты элементов сопротивлени  от паров и от проникновени  теплового эффекта в иолости эталона применены две дополнительные перегородки .9. Дл  устранени  вли ни  иостороннего теплообмена на дифференциальную запись все перечисленные конструктивные элементы уравновещиваютс  в каждой полости и по своим теплофизическим свойствам симметрично располагаютс  относительно теплового потока. Дл  компенсации массы отводов элемента сопротивлени  6 и источника 5 эталонного тепла в

са вольфрама в форме подставки 10 под тигель 8.

Вольфрамовый блок устанавливаетс  в центре вакузмной высокотемпературной печи так, чтобы в каждую полость поступало одинаковое количество тепла в единицу времени. Дл  этих целей блок защищен экраном // от вли ний конвекционного потока инертного газа и установлен на подставке 12 с малым отводом тепла. В крышке экрана 11 блока, в крышке блока / и во внутренней верхней оболочке в полости образца имеетс  отверстие 13 дл  измерени  температуры оптическим методом по модели черного тела.

Измерительно-регистрирующа  схема включает три самосто тельные схемы. Перва  пз них (I)  вл етс  мостовой схемой и служит дл  регистрации изменени  теплосодержани  образца на пирометре Н. С. Курнакова путем записи разности среднеинтегральных температур по объемам в полост х блока га тьванометром , включенным в диагональ моста. Два других гальванометра подключаютс  параллельно к двум нпзкоомиым элементам сопротивлени  6, 7, которые регистрируют температуры , характеризующие процесс на поверхности образца, и эталонные энергетические услови ,  вл ющиес  причиной возникновени  процесса . Схема // служит дл  определени  изменени  теилосодержани  образца на основе построени  калибровочной зависимости тепловой восприимчивости системой измерени  от температуры Т, давлени  Р, скорости нагрева V и суммарного коэффициента теплоотдачи 2сх

qs F(r, Р, V, i:, а)

и контрол  ио иоддержанию посто нной токовой нагрузки дифференциальной мостовой схемы термометров сопротивлени . Она содержит эталоны сопротивлени , потенциометр и ваттметр типа Д-522 дл  скоростиых измерений. Схема III предназначена дл  дополнительного контрол  темиературы оптическим методом и состоит из эталонного оптического пирометра типа ОП-48 и иотеициометрической схемы измерени  токовой нагрузки пирометрической лампочки.

К контрольным услови м устройства относ тс : построение температурной шкалы по реперным точкам; проверка наличи  равного поступлени  тепла в каждую полость блока по равновесию плеч моста дифференциального

термометра сопротивлени  в услови х определенного режима нагрева. При одинаковом поступлении тепла в каждую из полостей блока физическа  сущность дифференциальной записи дл  каждого момента вре.мени характеризуетс  соотношением:

(обр) п„ ,,„

где: Шср (оби) -теплоемкость образца; Шосро - теплоемкость конструктивных элементов в одной из иолостей блока; AV-разность среднеинтегральных скоростей изменени  температуры полостей А и Б; У - среднеинтегральна  скорость изменени  температуры в полости образца.

Предмет изобретени 

Claims (3)

1. Устройство дл  высокотемпературной бесконтактной термографической калориметрии, содержащее экран-блок, блок с крышкой, теилоэлектроизол ционную оболочку и перегородки , тигли, низкоомные термометры соиротивлени , выполненные из тугоплавкого материала , и гальванометры, отличающеес  тем, что, с цельЕо повышени  точиости и расширепн  диапазона измерени , блок с крышкой разделен теплоэлектроизол ционной перегородкой на две равные полости (полость теплообмена образца и полость нейтрального теплообмена ), в которых все конструктивные

элементы по своим теилофизическим свойствам уравновешены и симметрично расположены относительно теплового потока так, что в каждую полость поступает одинаковое количество тепла в единицу времени.

2. Устройство ио п. 1, отличающеес  тем, что два низкоомных термометра сопротивлени  расиоложены ио цилиндрической образующей между теплоэлектроизол ционной оболочкой и тигл ми в двух иолост х блока и включены в дифференциальную мостовую схему, к диагонали которой подключен гальванометр, а два других гальванометра включены параллельно двум иизкоомным термометрам сопротивлени .

3. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в полость нейтрального теплообмена введен источник теплового эталонного импульса - нагреватель, тепловой поток которого определ етс  нпзкоомным потенциометром или

ваттметром.

/3