SU949449A1 - Comparator for express-measurements of material thermal conductivity factors - Google Patents
Comparator for express-measurements of material thermal conductivity factors Download PDFInfo
- Publication number
- SU949449A1 SU949449A1 SU813243184A SU3243184A SU949449A1 SU 949449 A1 SU949449 A1 SU 949449A1 SU 813243184 A SU813243184 A SU 813243184A SU 3243184 A SU3243184 A SU 3243184A SU 949449 A1 SU949449 A1 SU 949449A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- probes
- thermal conductivity
- contact
- probe
- tips
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
(54) КОМПАРАТОР ДЛЯ ЭКСПРЕСС-ИЗМЕРЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ (54) COMPARATOR FOR EXPRESS MEASUREMENT OF THERMAL CONDUCTIVITY FACTOR
1one
Изобретение относитс к теплофизическому приборостроению, а более конкретно к приборам дл экспрессизмерений коэффициента теплопроводности материалов тел произвольной форглы, и может быть использовано в тех отрасл х народного хоз йства, где требуютс скоростное определение коэффициента теплопроводности материалов реальных тел, в том числе готовых изделий без нарушени их целостности .The invention relates to thermophysical instrumentation, and more specifically to devices for express measurements of the thermal conductivity of materials of arbitrary forgl bodies, and can be used in those national industries that require a high-speed determination of the thermal conductivity of materials of real bodies, including finished products without disturbing them. integrity.
Известны приборы дл измерени коэффициента теплопроводности материалов , основанные на зондировании поверхнЬсти исследуемого объекта с помощью зондов с последующим сопоставлением с результатами испытаний на стандартных эталонных материалах fl Недостаток известного устройства дл измерени коэффициента теплопроводности состоит в необходимости проведени процесса измерени в течение длительного промежутка времени.Instruments for measuring the coefficient of thermal conductivity of materials are known, based on probing the surface of the object under study with probes and then comparing with the results of tests on standard reference materials fl. A disadvantage of the known device for measuring the coefficient of thermal conductivity is the need to conduct a measurement process for a long period of time.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс компаратор дл экспрессизмерений коэффициента теплопроводг ности материалов, содержащий два МАТЕРИАЛОВThe closest in technical essence and the achieved result is a comparator for express measurement of the coefficient of thermal conductivity of materials, containing two MATERIALS
выносных стержнеобразных зонда, блок создани и подцёрхсани посто нной разности температур между неконтактирующими с поверхностью испытуемого материала концами зондов, схему измерени разности температур между контактирующими с поверхностью испытуемого материала концами зондов.remote rod-like probes, a unit for creating and undercutting a constant temperature difference between the probe ends that are not in contact with the surface of the test material, a circuit for measuring the temperature difference between the probe ends that are in contact with the surface of the test material.
С помощью известного устройства Using a known device
10 может быть измерен коэффициент теплопроводности материалов, имеющих полированную горизонтальную поверхность 2 .10, the thermal conductivity coefficient of materials having a polished horizontal surface 2 can be measured.
Недостатки известного устройства The disadvantages of the known device
15 состо т в том,что при многократных измерени х нарушаетс конфигураци контактирующих с поверхностью испытуемого материала концов зондов и, следовательно , измен етс площадь кон20 такта зондов с исследуемым телом. Это, в свою очередь, приводит к нарушению градуировочной характеристики прибора и возникновению дополнительной погрешности измерений. При 15 consists in the fact that during repeated measurements the configuration of the probe ends contacting with the surface of the test material is disturbed and, consequently, the area of the contact of the probes with the test body changes. This, in turn, leads to a violation of the calibration characteristics of the device and the emergence of additional measurement errors. With
25 измерени х же эластичных, например резины, и дисперсных, в частности сыпучих и волокнистых материалов, площадь контакта варьирует в больишх пределах и может сильно отличатьс 25 measurements of the same elastic, for example, rubber, and dispersed, in particular, bulk and fibrous materials, the contact area varies within large limits and can vary greatly
30 от той, котора была при градуировке прибора на твердых стандартных образцах, из-за частичного внедрени термсзондов в такие материалы. Это приводит к низкой точности измерений теплопроводности эластичных и дисперсных материалов.30 from that which was used when calibrating the instrument on solid standard samples, due to the partial introduction of thermal probes into such materials. This leads to low accuracy measurements of the thermal conductivity of elastic and dispersed materials.
Целью изобретени вл eтq уменьшение погрешности измерени коэффициента теплопроводности за счет автоматического учета рельефа поверхности .The aim of the invention is to reduce the measurement error of the thermal conductivity coefficient by automatically taking into account the surface topography.
Поставленна цель достигаетс тем, что в компараторе дл экепресс измерений коэффициента теплопроводности материалов, содержащем два выносных стержнеобразных зонда, одни концы которьгх контактируют с поверхностью исследуемого материала, блок создани и поддержани посто нной разности температур между неконтактирующими с поверхностью испытуемого материала концами зондов, схему измерени разности температур между контактирующими с поверхностью испытуемого материала концами зондов, зонды дополнительно снабженьл наконечниками с плоскими основани ми, соединенными с зондами шаровыми.шарнирами так, что внутренними част ми шарниров вл ютс контактирующие с поверхностью- испытуемого материала концы зондов, выполненные в форме шаров с диаметром, превышающим диаметр зондов, а наружными част ми шарниров вл ютс сами наконечники, причем зонды и наконечники имеют параметры определ емые из условийThe goal is achieved by the fact that in a comparator for ekrepress measurements of the coefficient of thermal conductivity of materials containing two remote rod-like probes, one ends of which are in contact with the surface of the material under study, a unit for creating and maintaining a constant temperature difference between the ends of the probes that are not in contact with the surface of the material under test, the scheme for measuring the difference temperatures between the probe tips that are in contact with the surface of the test material, the probes are further provided with tips flat bases connected to the probes by ball spheres so that the inner parts of the hinges are the tips of probes in contact with the surface of the test material, made in the form of balls with a diameter greater than the diameter of the probes, and probes and tips have parameters determined from the conditions
ЬТ) , , Л„ S T), L „S
(1) (one)
( 2) (2)
где L Swhere l s
длина зонда,probe length
площадь поперечного сечени зонда;probe cross-sectional area;
D диаметр основани наконечника;D is the diameter of the base of the tip;
З/икоэффициенты теплопроводности материалов зонда и наконечника/ АО - ориентировочное значениеЗ / иcoefficients of thermal conductivity of the probe and tip / AO materials - approximate value
коэффициента теплопроводности испытуемого материала. Такое решение задачи позвол ет стабилизировать площадь KOHTiaKTa зондов с материалами, сохран ее равной площади оснований наконечников при измерени х на твердых, эластичный и дисперсных материалах. Погрешность измерений предлагаемым компаратором становитс минимальной, когда выполн етс соотношение (1), которое получено на основании экспериментально-расчетных исследований и должно служить критерием выбора параметров термозондов и наконечникрв дл заданного диапазона измер емых значений коэффициента теплопроthermal conductivity of the test material. Such a solution of the problem allows stabilizing the area of KOHTiaKTa probes with materials, keeping it equal to the area of the bases of the tips when measuring on solid, elastic and dispersed materials. The measurement error offered by the comparator becomes minimal when the relation (1) is fulfilled, which is obtained on the basis of experimental and computational studies and should serve as a criterion for the choice of parameters of thermal probes and a tip for a given range of measured values
водности. При этом за АО беретс i среднее из этого диапазона. Низкое термическое сопротивление шаровых шарниров, вместе с условием (2), способствуют регистрации температур,water content. At the same time, for the AO, the average of this range is taken. The low thermal resistance of the ball joints, together with the condition (2), contributes to temperature registration,
близких к температурам поверхности материала в точках зондировани , и следовательно повышению чувствительности прибора.close to the surface temperature of the material at the points of sounding, and therefore increase the sensitivity of the device.
На чертеже изображена схема теплового компаратора дл экспрессизмерений коэффициента теплопроводности материалов.The drawing shows a diagram of a thermal comparator for express measurements of the coefficient of thermal conductivity of materials.
Компаратор имеет два зонда 1 в форме круглых стержней, которыеThe comparator has two probes 1 in the form of round rods, which
5 неконтактирующими с поверхностью исследуемого материала концами закЕ еплены в медные пластинки 2, установленные у полупроводниковой термоэлектрической батареи 3. Контактирующие с поверхностью испытуемого материала концы зондов 1, выполненные в форме шаров 4 с встроенными в них спа ми дифференциальной термопары 5, соединены шаровыми шарнираC ми с наконечниками б, имеющими,5 ends that are not in contact with the surface of the material under investigation are clamped into copper plates 2 installed on a semiconductor thermoelectric battery 3. The ends of probes 1 in contact with the surface of the test material, made in the form of balls 4 with integral thermocouple splices 5 built into them, are connected by ball joints tips b, having,
например, коническую форму. Наконечники 6 плоскими основани ми привод тс в тепловой контакт с поверхностью исследуемого материала 7. Автоматический регул тор тока 8 с подключенной к нему дифференциальной термопарой 9 и термобатарей 3 поддерживают разность температур между пластинками 2 и следовательно между неконтактирующими с поверхностьюfor example, conical shape. The tips 6 with flat bases are brought into thermal contact with the surface of the material under study 7. An automatic current regulator 8 with a connected thermocouple 9 and thermopile 3 connected to it maintains the temperature difference between the plates 2 and therefore between the non-contacting surfaces
5 испытуемого материала концами зондов посто ной. Милливольтметр 10 с подключенной к нему дифференциальной термопарой 5 регистрируют разность температур между нижними концами5 of the test material by the ends of the probes are constant. Millvoltmeter 10 with a differential thermocouple connected to it 5 register the temperature difference between the lower ends
0 термозондов, по которой суд т о0 thermal probes to judge o
коэффициенте теплопроводности материала 7.material thermal conductivity coefficient 7.
Процесс измерений с помощью компаратора сводитс к тому, что термозонды основани ми наконечников прижимают к поверхности исследуемого материала и после установлени стационарного теплового режимаThe measurement process with the help of a comparator is reduced to the fact that thermal probes are pressed against the surface of the material under investigation by the tips of the tips and after the establishment of a stationary thermal regime.
( 2-3 мин) производ т отсчет показаний милливольтметраЮ. Затем по градуировочной кривой данных, полученной в результате таких же измерений на стандартных образцах коэфс фициента теплопроводности, наход т искомую величину. I . (2-3 min) readout of millivoltmeters was measured. Then, according to the calibration curve of the data obtained as a result of the same measurements on standard samples of the coefficient of heat conductivity, we find the desired value. I.
Предлагаемый теп/уовой компаратор опробован на твердых, эластичных (резине) и дисперсных (порошке) материалах. В экспериментальном образце, прибора термозонды и наконечники имели параметры L S 2 10 10 м; Д-х 100 Вт/(м.К) (латунь), Дц The proposed tep / uovy comparator was tested on solid, elastic (rubber) and dispersed (powder) materials. In the experimental sample, the instrument thermoprobes and tips had the parameters L S 2 10 10 m; Dx 100 W / (m.K) (brass), Dts
5 400 Вт/(мК) (медь).5,400 W / (mK) (copper).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813243184A SU949449A1 (en) | 1981-01-29 | 1981-01-29 | Comparator for express-measurements of material thermal conductivity factors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813243184A SU949449A1 (en) | 1981-01-29 | 1981-01-29 | Comparator for express-measurements of material thermal conductivity factors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU949449A1 true SU949449A1 (en) | 1982-08-07 |
Family
ID=20941321
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU813243184A SU949449A1 (en) | 1981-01-29 | 1981-01-29 | Comparator for express-measurements of material thermal conductivity factors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU949449A1 (en) |
-
1981
- 1981-01-29 SU SU813243184A patent/SU949449A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1177537A (en) | Corrosion measurement with secondary temperature compensation | |
US4344315A (en) | Method and device for distinguishing material by thermal conductivity | |
US4255962A (en) | Method and means of rapidly distinguishing a simulated diamond from natural diamond | |
US3942891A (en) | Radiometer probe | |
CA2397102A1 (en) | Direct thermal conductivity measurement technique | |
Hartman et al. | DC electric-potential method applied to thermal/mechanical fatigue crack growth | |
US5044764A (en) | Method and apparatus for fluid state determination | |
US4488821A (en) | Method and means of rapidly distinguishing a simulated diamond from natural diamond | |
SU949449A1 (en) | Comparator for express-measurements of material thermal conductivity factors | |
EP0052857B1 (en) | Hardness tester | |
US2924771A (en) | Method and apparatus for identifying metals | |
US3479863A (en) | Compensation of viscometer for variations in temperature profile of sample | |
Somerton et al. | Ring heat source probe for rapid determination of thermal conductivity of rocks | |
SU783664A1 (en) | Apparatus for determining heat-conduction factor | |
Xumo et al. | A new high-temperature platinum resistance thermometer | |
US3100985A (en) | Apparatus for determining fluid characteristics | |
Mazzini et al. | Metrological Characterization of a new textile sensor for temperature measurements and a comparison with a Pt100 sensor | |
Ecker et al. | A Device for the Measurement of Rotor Temperature in the Air‐Driven Ultracentrifuge | |
Wagner et al. | Determining Liquid and Vapor Densities in Closed Systems. A Precise Method | |
Dosch | An electrical technique for characterization of response parameters of DTA sample holders | |
SU1420495A1 (en) | Capacitive dilatometer | |
Freud et al. | Method for measuring pressure dependence of thermal conductivity of gases | |
SU347657A1 (en) | METHOD OF MEASURING NORMAL DESTINATION OF CEMENT TEST | |
SU1721490A1 (en) | Device for determining thermal and physical characteristics of materials | |
SU1177691A1 (en) | Method of testing thermoelectric temperature transducers |