SU754526A1 - Device for determining thermophysical characteristics of specimens - Google Patents
Device for determining thermophysical characteristics of specimensInfo
- Publication number
- SU754526A1 SU754526A1 SU782637500A SU2637500A SU754526A1 SU 754526 A1 SU754526 A1 SU 754526A1 SU 782637500 A SU782637500 A SU 782637500A SU 2637500 A SU2637500 A SU 2637500A SU 754526 A1 SU754526 A1 SU 754526A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- thermal
- heater
- sample
- samples
- thermocouples
- Prior art date
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКНХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБРАЗЦОВ(54) DEVICE FOR DETERMINATION OF THERMOPHYSICAL CHARACTERISTICS OF SAMPLES
Изобретение относитс к устройствам дл определени теплопровод iocTH и температуропроводности тведьох электропровод щих материалов нестационарными методами и предназначено дл использовани в .научноисследовательских и заводских лаборатори х .The invention relates to devices for determining the iocTH heat conductor and the thermal diffusivity of conductive electrically conductive materials by non-stationary methods and is intended for use in research and factory laboratories.
Известно устройство дл измерени теплопроводности, теплоемкости и температуропроводности диэлектриков на образцах в виде пластин, между которыми ззжат плоский витой нагреватель из нихромовой: проволоки ,, а термопары зачеканены в образец на противоположной источнику стороне l .A device is known for measuring the thermal conductivity, heat capacity, and thermal diffusivity of dielectrics on samples in the form of plates, between which a flat twisted nichrome heater: wire, and thermocouples are staked into the sample on the opposite source side l.
Известно устройство дл определен|и коэффициента теплопроводноо и- материалов ,. содержащее нагреватель и расположенные по обе стороны от него пакеты, собранные из пластин исследуемого материала и металлических пластин с термопарами 2 .A device for determining the | and the coefficient of heat-conducting materials, is known. containing a heater and located on either side of it, the packages, assembled from the plates of the investigated material and metal plates with thermocouples 2.
:а также отсутствие электроизол ции нагревате.п , что не позвол ет использовать электропровод щие образцы.: as well as the absence of electrical insulation of the heating element, which does not allow the use of electrically conductive samples.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство дл измерени теплопроводности материалов, содержащее два цилиндрических образца, между которыми располатаетс п.поский нагреватель из тонкой плоской спирали, в.поженной в изо.лирующий пакет слюды. Токопровод щие провода выполнены из красной меди. В образцы заделаны термопары .Closest to the present invention is a device for measuring the thermal conductivity of materials, containing two cylindrical specimens, between which is a flatbed heater from a thin flat helix, burned into a mica package. Conducting wires are made of red copper. Thermocouples are embedded in the samples.
Недостаток известного устройства 5 дл измерени коэффициента теплопроводности и температуропроводимости состоит в TQM, что токопроводы и потенциальные выводы, предназначенные дл измерени падени напр же0 ни на нагревателе вл юте каналами неучитываемых утечек тепла с нагревател , а электроизол ци нагревательного элемента от образца, вл юща с сама термосопротивлением, A disadvantage of the known device 5 for measuring thermal conductivity and thermal conductivity is in TQM, that the conductors and potential leads intended to measure the voltage drop on the heater are channels of unacceptable heat leakage from the heater, and the electrical insulation of the sample heating element is thermal resistance
5 обуславливает по вление дополнительных термических сопротивлений: нагреватель-изол ци , изол ци -образец. Кроме того, при подаче короткого теплового импульса происходит быст рь й рост температуры нагревательного элемента, достигающей 20x10 и более, привод щей к разрушению нагре вател и разрыву электрической цепи что требует повтооного монтажа установки , представл ющего известную тру дность. Цель изобсетени - повышение точности измерени путем устранени до полнительных тепловых оттоков с наг ревательного элемента по подвод щим электрическим лини м-и наличием тер мических сопротивлений и ресурса ра боты нагревательного элемента. Указанна цель достигаетс тем, что в измерительном устройстве в качестве токоподводов использованы исследуемые образцы, при этом одноименные термоэлектропы термопао подсоеди.нены к измерителю падени напр жени , а в иепи разноименных и одноименных термоэлектродов включен прерыватель, синхронизированный чеоез исследуемые образцы с импульсным источником. На Фиг. 1 представлена принципиальна схема устройства дл определени теплофизическчх характеристик твердых электропровод щих материалов; на фиг. 2 представлена временна зависимость температуры в месте заделки термопар. Устройство содержит нагревательную цепь, состо щую из импульсного .источника 1, измерител 2 силы тока образцов 3, контактирующих по плоскости , 4, и измерительную цепь, состо щую из термопар 5, прибора 6, регистрирующего термоэдс термопар, измерител 7 падени напр жени и прерывател 8. Устройство работает следуюгцим образом. Импульсный источник 1 формирует электрический импульс (фиг.2) дли тельностью -сгц . Во врем его прохож дени по нагревательной цепи преры ватель 8 разрывает цепь разноименных термоэлектродов,оставл неразо ванной цепь одноименных, и измеритель 7 регистрирует падение напр жени в месте контакта 4 (падение напр жени на участке образца межд гор чим спаем термопары и плоскостью нагревател пренебрежимо мал по ср авнению с падением напр жени в месте контакта). По окончании пр электрического импульса п рыватель переходит в положение зам кани цепи разноименных термоэлек родов, образу последовательное со динение термопар, и размыкает цепь одноименных термопар дл предотвра щени шунтирующего действи измери тел 7. Включенные последовательно термопары измер ют изменение температуры образцов в месте заделки ермопар, обусловленного действием лектрического импульса, трансфорированного контактирующими поверхост ми в тепловой. Так как распоолсение образцов и датчиков темпеатуры вл етс симметричным отноительно плоскости контакта, то ространственно-временное изменеие температуры в образцах будет имметричным. Поэтому соединение термопар по ифференциальной схеме позвол ет силить сигнал изменени темперауры в два раза. Формулы расчета коэффициента емпературопроводности а и теплороводности л имеют следующий вид: ( HiV41 . OfQ-t i w Cr;)dC-L (т Т ОН - : м рассто ние от плоскости нагревател до места заделки термопары, м; площадь сечени образца. врем достижени максимальной температуры Т в месте заделки термопары , с; длительность электрического импульса, с; W (С) - мощность, выдел юща с на нагревателе, Вт. При отсутствии оттока тепла,мощность теплового импульса, который распростран етс в образцах, равна электрической мощности на контактных поверхност х и определитс как W(f) Л (-с) /(-i:-) где 3 (т) - ток, протекающий в цепи образцов , V (t) падение напр жени на контакте и части образца, заключенной между термопарами. Так как электросопротивление образца значительно меньше электросопротивлени контакта, то измер емое напр жение полностью падает на контактирующих плоскост х (в случае прецизионных измерений, зна удельное электросопротивление образца, ввод т поправку на величину падени напр жени на образце/. Наличие- в известном устройстве термических контактных сопротивлений типа нагреватель-электроизол тор, электроизол тор-образец и наличие электроизол тора, внос щего дополнительное термическое сопротивление , приводит к .увеличению времени с и, следовательно, к внесению отрицательных погрешностей при изме рении температуропроводности, и теплопроводности . Другим источником погрешности вл етс крепление токоподводов и потенциальных выводов непосредственно к нагревательному элементу , что приводит к погрешности измерени мощности теплового импульса, Так как возникают дополнительные утечки тепла с нагревательногр элемента.5 causes the appearance of additional thermal resistances: heater-insulation, insulation sample. In addition, when a short heat pulse is applied, the temperature of the heating element rises quickly, reaching 20x10 or more, leading to the destruction of the heater and breaking the electrical circuit, which requires a repetitive installation of the installation, which represents known difficulty. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating additional thermal outflows from the heating element through the supply line and the presence of thermal resistances and the life cycle of the heating element. This goal is achieved by using the test samples in the measuring device as current leads, while the thermoelectropes of the same name are connected to the voltage drop meter, and in the case of opposite and like thermoelectrodes, an interrupter is activated, synchronized with the test samples with a pulsed source. FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for determining the thermophysical characteristics of solid electrically conductive materials; in fig. 2 shows the temporal dependence of the temperature at the place of thermocouple termination. The device contains a heating circuit consisting of a pulsed source 1, a meter 2 of the current strength of samples 3 contacting in a plane, 4, and a measuring circuit consisting of thermocouples 5, a device 6, a thermocouple recording thermopower, a voltage drop meter 7 and a chopper 8. The device works in the following way. Pulse source 1 generates an electrical impulse (Fig. 2) with a duration of -CHz. During its passage through the heating circuit, the chopper 8 breaks the circuit of opposite thermoelectrodes, leaving the circuit of the same name unbroken, and the meter 7 registers the voltage drop at the contact site 4 (the voltage drop across the sample section between the thermocouple hot springs and the heater plane is negligible according to the voltage drop at the point of contact). At the end of the electric pulse, the snubber goes to the position of replacing the circuit of opposite thermocouples, forming a series connection of thermocouples, and opens the circuit of similar thermocouples to prevent shunting action of the measuring bodies 7. The thermocouples connected in series measure the temperature change of the samples at the place of the thermocouple sealing caused by the action of an electric pulse, transfered by contacting surfaces into a thermal one. Since the location of samples and temperature sensors is symmetrical relative to the plane of contact, the spatial-temporal variation of temperature in the samples will be immetrical. Therefore, the combination of thermocouples by the differential scheme allows us to force the signal of temperaure change twice. The formulas for calculating the thermal diffusivity a and thermal flux L are as follows: (HiV41. OfQ-t iw Cr;) dC-L (t T ОН -: m distance from the heater plane to the place of thermocouple incorporation, m; sample section area. Time to reach maximum temperature T at the place of thermocouple fitting, s; electric pulse duration, s; W (C) - power released on the heater, W. In the absence of heat outflow, the power of the thermal pulse that propagates in the samples is equal to the electric power contact surfaces and Yelits as W (f) L (-c) / (- i :-) where 3 (t) is the current flowing in the sample circuit, V (t) voltage drop across the contact and part of the sample between thermocouples. Since Since the electrical resistance of the sample is much less than the electrical resistance of the contact, then the measured voltage falls completely on the contact planes (in the case of precision measurements, the specific electrical resistance of the sample is entered, corrected for the voltage drop across the sample. The presence in the known device of thermal contact resistances such as a heater-electric insulator, an electric insulator-sample and the presence of an electric insulator that adds additional thermal resistance leads to an increase in time and, therefore, negative errors in measuring thermal diffusivity, and thermal conductivity. . Another source of error is the fastening of current leads and potential leads directly to the heating element, which leads to an error in measuring the power of the thermal impulse, since additional heat leaks occur from the heating element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782637500A SU754526A1 (en) | 1978-07-03 | 1978-07-03 | Device for determining thermophysical characteristics of specimens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782637500A SU754526A1 (en) | 1978-07-03 | 1978-07-03 | Device for determining thermophysical characteristics of specimens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU754526A1 true SU754526A1 (en) | 1980-08-07 |
Family
ID=20773966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782637500A SU754526A1 (en) | 1978-07-03 | 1978-07-03 | Device for determining thermophysical characteristics of specimens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU754526A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456583C1 (en) * | 2011-01-27 | 2012-07-20 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Sensor for determining reaction capacity of gaseous and condensed products |
-
1978
- 1978-07-03 SU SU782637500A patent/SU754526A1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456583C1 (en) * | 2011-01-27 | 2012-07-20 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | Sensor for determining reaction capacity of gaseous and condensed products |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2003945C1 (en) | Flowmeter | |
CN201016950Y (en) | Semiconductor thermoelectric performance testing instrument | |
US3321974A (en) | Surface temperature measuring device | |
CA2011659C (en) | Measuring sensor for fluid state determination and method for measurement using such sensor | |
US4654623A (en) | Thermometer probe for measuring the temperature in low-convection media | |
CN109725183B (en) | Probe for portable thermoelectric potential detector | |
US3332285A (en) | Fast precision temperature sensing thermocouple probe | |
US3354720A (en) | Temperature sensing probe | |
SU754526A1 (en) | Device for determining thermophysical characteristics of specimens | |
US1766149A (en) | Flow meter | |
US1766148A (en) | Flow meter | |
US2375892A (en) | Thermometer | |
US6467950B1 (en) | Device and method to measure mass loss rate of an electrically heated sample | |
KR100356994B1 (en) | Thermal conductivity detecting method for fluid and gas | |
SU502302A1 (en) | Thermal probe | |
SU499507A1 (en) | The method of temperature measurement with electrical resistance thermometers | |
SU1004841A1 (en) | Thermoprobe for measuring heat conduction of solid bodies | |
RU2126956C1 (en) | Heat flowmeter | |
SU741125A1 (en) | Device for measuring solid material heat conductivity | |
RU2081400C1 (en) | Method and apparatus for determination of liquid mediums level | |
SU798649A1 (en) | Apparatus for measuring heat resistance of semiconductor devices | |
SU832434A1 (en) | Device for thermoelectric testing of metals and alloys | |
SU934336A1 (en) | Device for measuring thermoelectromotive force of metals and alloys | |
SU483588A1 (en) | Device for measuring local heat flux from high temperature gas | |
SU1318885A1 (en) | Method of measuring thermal conductivity of material |