Предлагаемое устройство относитс к области определени теппофизических кон стант, а более конкретно оно предназначено дл измерени теплопроводности твердых материалов, как электропроводных , так и неэлектропроводных, Известны устройства дл определени теплопроводности различных материалов, включающие обычно источник тепла, обра цы исследуемых материалов, холодильники (приемники тепловых потоков) и различные измерительные средства , Однако эти устройства обладают р дом существенных недостатков. Они вл ютс обычно весьма сложными, требуют больших затрат времени, применимы дл узко го круга материалов и не обеспечивает высокой точности измерений, так как окончательный результат получают косвенным методом на основе большого числа пр мых измерений. Наиболее близким техническим решением вл етс устройство дл измерени теплопроводности неэлектропроводных материалов стандартным методом двух пластин 23 . Оно имеет плоский специальной конструкции эпектричэский нагреватель, зажатый межщ двум пластинами из испытуемого материала и холодильниками, . Разность температур между поверхност ми пластин измер етс термопарами. Одновременно измер етс и количество тепла, подводимого к нагревателю. Коэффициент теплопроводности рассчитываетс по результатам всех этих измерений с учетом размеров пластин. Недостатками такого устройства вл етс слоншость, больша длительность и невысока точность измерений, а также возможность применени дл измерени теплопроводности только неэлектропроводных материалов. Сложность обусловлена наличием специального нагревател , холодильников и сложной измерительной схемы дл контрол нескольких величин. Невысока точность об7э сн етс тем, что теплопрозодность определ етс косвенным методом, а на результаты пр мых изме- 374 рений существеьгаое вли ние оказывает точность приборов, утечка тепла и температура окружающей среды. Возможность применени устройства дл испытани только неэлектропроводных материалов обусловлена тем, что нагреватель, помешенный между образцами, выполнен из неизолированных проводников. Цель изобретени - упрощение устройства , повышение точности и расширение области применени устройства дл испытани любых твердых материалов. Поставленна цель достигаетс тем, чт в устройство, содержащее электрический нагреватель, состо щий из нагревательной спирали и окружающего ее тела, выполнен ного из терморезистивного материала, -покрытого электроизол ционной пленкой, а дл включени в измерительную цель на два противоположных торца тела, вл ющегос терморезистивньпи элементом, методом напылени нанесены металлические электроды.. На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 - основа ние на фиг. 3-нагреватгель, общий вид; на фиг. 4 - принципиальна электрическа схема. Устройство состоит из нагревател 1 и двух тонких металлических пластин 2. Между пластинами при измерени х помещаютс крышка 3 и основание 4, изготовленные из исп.ытуемого материала и имеющие стандартные размеры. В центре основани выполнено гнездо дл нагревател , который со всех сторон оказываетс окруженным испытуемым материалом . Нагреватель состоит из спирал 5, котора спрессована телом 6, изготовленным из терморезистивного материала, например, смеси окислов марганца, меди и кобальта. Эти окислы вл ютс полупро водниками, имеют достаточно высокое удельное сопротивление и большой температурный коэффициент сопротивлени . Изменение температуры на один граду вызывает изменение сопротивлени на 48% . На два противоположных торца тела нагревател нанесены электроды 7, к которым припа ны выводы 8 дл включени в измерительную цепь. Таким образом, те ло нагревател , окружающее спираль, вме сте с электродами превращаетс в терморезистор , вл ющийс чувствительным .эле ментом устройства. В основании 4 выполнены четыре канавки 9, в которых размещаютс выводы 8 терморезистора и выводы 10 спирали. помощью которых она подключаетс к сточнику питани . Измерительна цепь с ерморезистором и цепь источника питани о спиралью электрически разделены, потому перетекани тока между этими це ми в нагревателе не будет. Снаружи агреватель покрыт электроизол ционной лешсой, например, эпоксидного или кремийорганического лака. Этим обеспечиватс применение устройства дл испытани любых твердых материалов, и не только электроизол ционных. На крышку 3 и основание 4 снаружи накладываютс дл креплени две тонкие металлические пластины 2, которые сжимаютс специальным зажимом. Все устройство размещаетс в термостате , где поддерживаетс посто нна температура и осуществл етс интенсивное перемешивание воздуха. В установивщемс режиме работы сколько тепла выделитс в нагревателе 1, столько и будет отведено в термостат через основание 4 и крышку 3, изготовленные из испытуемого материала. Известно , что теплопроводность материалов определ етс выражением: grradt - поверхностна плотность теплового ка; prroidi температурный градиент в образце; - температура внутренней поверхности образца , равна температуре нагревател ; t - температура наружной поверхности образца и металлических пластин; р. - толщина крышки и основани . Использу эти соотнощени , можно определить разность температур между поверхност ми образца: V4 При стандартных размерах S и В образца , посто нной мощности нагревател или, что то же самое, при посто нном тепловом потоке ф эта разность температур будет зависеть только от теплопроводности образца. Интенсивным перемешиванием воздуха в термостате можно обеспечить посто нную температуру { .Поэтому температура -(;. и температура терморезистора (тепа нагревател ), а следовательно,и его сопротивление будет зависеть только от теплопроводности испытуемого материала. Таким образом, включив в измерительную цепь терморезистор и электроизмерительный прибор, например, омметр или миллиамперметр, шкалу его можно проградуировать непосре ственно в единицах теплопроводности. Использование нового элемента, сочета щего в себе нагреватель и терморезистор выгодно отличает предлагаемое устройство от указанного прототипа. Так, отсутствие термопар и холодильников значительно упрощает его. Заметно повышаетс точность и-упрощаетс получение окончательного результата, так как при использовании попупроводниковых резисторов, вл ющихс , как известно, высокочувствительными эле ментами, измерени температуры даже на несколько градусов приводит к изменению их сопротивлени на дес тки процентов, что легко и с высокой точностью регистрируетс приборами; при этом шкала приборов может быть отградуирована непосредственно в единицах теплопроводности. В то же врем , в отличие от прототипа, предлагаемое устройство может быть использовано дл измерени теплопроводности любых твердых материалов, а не толыко электроизол ционных, так как изол ци- онное покрытие наг ревател :исключает перетекание тока, например, по провод щему образцу. формула изобрете ни Устройство дл измерени теплопроводности твердых материалов, содержащее электрический нагреватель, зажатый между двум пластинами - холодильниками, отличающеес тем, что, с целью упрощени конструкции, повышени точности измерений и расширени его функциональных возможностей, электрический нагреватель выполнен пр моугольным и состоит из нагревательной спирали и окружающего его тела из терморезистивного материала, покрытого электроизол ционной пленкой, а на два противоположных торца тела, вл ющегос термочувствительным элементом, методом напылени нанесены металп1«еские электроды. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № ЗО5397, кл. G О1 N 25/18, 1967. 2.Авторское свидетельство СССР N 5О4965, кл. Q 01 N 25/18, 1972.The proposed device relates to the field of determining thermophysical constants, and more specifically, it is designed to measure the thermal conductivity of solid materials, both electrically conductive and non-electrically conductive. There are known devices for determining the thermal conductivity of various materials, usually including a heat source, samples of the materials under study, refrigerators However, these devices have a number of significant drawbacks. They are usually very complex, time consuming, applicable to a narrow range of materials and do not provide high accuracy of measurements, since the final result is obtained indirectly from a large number of direct measurements. The closest technical solution is a device for measuring the thermal conductivity of non-conductive materials by the standard two-plate method 23. It has a flat, specially designed efectric heater, clamped between two plates of test material and refrigerators,. The temperature difference between the plate surfaces is measured by thermocouples. At the same time, the amount of heat supplied to the heater is also measured. The coefficient of thermal conductivity is calculated from the results of all these measurements, taking into account the size of the plates. The drawbacks of such a device are obscurity, longer duration and low measurement accuracy, as well as the possibility of using only non-conductive materials for measuring thermal conductivity. The difficulty is due to the presence of a special heater, refrigerators and a complex measuring circuit for controlling several quantities. The low accuracy of the device is due to the fact that the thermal conductivity is determined indirectly, and the results of direct measurements are influenced by the accuracy of the instruments, the leakage of heat, and the ambient temperature. The possibility of using the device for testing only non-conductive materials is due to the fact that the heater, placed between the samples, is made of uninsulated conductors. The purpose of the invention is to simplify the device, increase the accuracy and expand the field of application of the device for testing any solid materials. The goal is achieved by the fact that a device containing an electric heater consisting of a heating coil and its surrounding body made of a thermal resistance material, covered with an electrical insulating film, and for inclusion in the measuring target at two opposite ends of the body, is element, the method of spraying deposited metal electrodes .. FIG. 1 shows the proposed device, a general view; in fig. 2 - the basis in FIG. 3-heater, general view; in fig. 4 - circuit diagram in principle. The device consists of a heater 1 and two thin metal plates 2. A cover 3 and a base 4, made of the material used and having standard dimensions, are placed between the plates during the measurements. In the center of the base there is a seat for the heater, which is surrounded on all sides by the test material. The heater consists of a spiral 5, which is compressed by a body 6 made of a thermal resistance material, for example, a mixture of manganese, copper and cobalt oxides. These oxides are semiconductors, have a sufficiently high resistivity and a large temperature coefficient of resistance. A change in temperature by one degree causes a change in resistance of 48%. Electrodes 7 are applied to two opposite ends of the heater body, to which conclusions 8 are soldered for inclusion in the measuring circuit. Thus, the heater surrounding the coil, along with the electrodes, is transformed into a thermistor, which is a sensitive element of the device. In the base 4 there are four grooves 9, in which the thermistor 8 pins and the spiral pins 10 are placed. through which it connects to the power supply port. The measuring circuit with the thermistor and the power supply circuit of the coil are electrically separated, so there will be no current flowing between these circuits in the heater. Outside, the heater is coated with electrical insulation of, for example, epoxy or organic creamery. This ensures the use of a device for testing any solid materials, and not only electrical insulating materials. On the cover 3 and the base 4 on the outside there are superimposed for fastening two thin metal plates 2, which are compressed with a special clip. The entire device is placed in a thermostat, where a constant temperature is maintained and the air is intensively stirred. In the steady state of operation, how much heat is released in the heater 1 will be allotted to the thermostat through the base 4 and the cover 3 made of the test material. It is known that the thermal conductivity of materials is defined by the expression: grradt is the surface density of thermal ka; prroidi temperature gradient in the sample; - the temperature of the internal surface of the sample is equal to the temperature of the heater; t is the temperature of the outer surface of the sample and metal plates; R. - thickness of the cover and base. Using these ratios, one can determine the temperature difference between the sample surfaces: V4 With standard sizes S and B of the sample, constant heater power, or, equivalently, with constant heat flux φ, this temperature difference will depend only on the thermal conductivity of the sample. By intensive mixing of the air in the thermostat, it is possible to ensure a constant temperature {. Therefore, the temperature is (;. And the temperature of the thermistor (heater)), and hence its resistance will depend only on the thermal conductivity of the test material. Thus, by including a thermistor and an electrical meter in the measuring circuit a device, for example, an ohmmeter or a milliammeter, the scale can be calibrated immediately in units of thermal conductivity. Using a new element that combines a heater and The oresistor distinguishes the proposed device from the indicated prototype. Thus, the absence of thermocouples and refrigerators greatly simplifies it. The accuracy is noticeably improved and the final result is simplified, since when using semiconductor resistors, which are known to be highly sensitive elements, a few degrees leads to a change in their resistance by tens of percent, which is easily and accurately recorded by instruments; at the same time, the scale of devices can be calibrated directly in units of thermal conductivity. At the same time, in contrast to the prototype, the proposed device can be used to measure the thermal conductivity of any solid materials, and not just a bit of electrical insulation, since the insulation coating of the heater heater prevents the current from flowing, for example, over a conductive sample. The invention is a device for measuring the thermal conductivity of solid materials containing an electric heater sandwiched between two plates - refrigerators, characterized in that, in order to simplify the design, improve measurement accuracy and expand its functionality, the electric heater is made rectangular and consists of a heating coil and the surrounding body of thermoresistive material covered with an electrically insulating film, and at two opposite ends of the body, which is a term sensor element, applied by spraying metalp1 "RP G electrodes. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate number ZO5397, cl. G O1 N 25/18, 1967. 2. Authors certificate of the USSR N 5O4965, cl. Q 01 N 25/18, 1972.
фиг.ЪFIG.