Способ определения температуропроводности материалов

Способ определения температуропроводности материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ TEMnEPJSТУРОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, включающий нагрев поверхности эталонных и исследуемых образцов подвижным .точечным источником энергии, измерение начальной и предельной температур образцов по линии перемещения источника энергии датчиком температуры, движу цимся с фиксирова1 ным отстсшанием от источника энергии, о т л и Ч а ющ и и с я тем, что, с целью расй1ирения функщюнальных возможностей спосойа , синхронизируют включение источника энергии и датчика температуры, измеряют период теплонасБЩения образцов , по гргщуиробочной зависимости. Q температуропроводности от периода 9 теплонасыценвя определяют искомую ве личину. |д ilSi 1 СП СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

< СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (!9) (П) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ с-.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,- - ..

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3456631/18-25 (22) 06.07,82 (46) 15.11,83, Бюл. 9 42 (72)- В.М.Коростелев, Ю.А,Попов, В.Г.Семенов, С.М.Скорняков и Г.A,Cîловьев (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 536.629.7 (088.8) (56) 1. Попов Ю.A. и др. Обиаружение отслоений в трехслойных изделиях c.t использованием быстродействующего тепловизора. — Дефектоскопия, 1975

Р 6, c. .62.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3379088, кл, G 01 N 25/18, 1981(прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРА

ТУФОПРОВОДИОСТИ МАТЕРИАЛОВ, включающий нагрев поверхности эталонных и исследуемых образцов подвижным .точечным источником энергии, измерение начальной и предельной температур образцов по лйнии перемещения источника энергии датчиком температуры, движущимся с фиксироваяным отставанием от источника энергии, о т л и ч а юшийся тем, mo с целью расй ирения функциональных возможностей спо" соба, синхронизируют включение источника энергии и датчика температуры, измеряют период теплонасицения образ-. цов, по градуировочной зависимости температуронров щности от периода 3 теплонасыаения определяют искомую ве личину.

1054753

)(> — ел где X — расстояние отставания ь;

К - коэффициент сосредоточенности источника, которое позволяет рассматрив ать источник как точечный. Источник энергии 1 включают, когда датчик температуры 2 начинает измерение температуры поверхности первого эталона 3 с известным коэффициентом температуропроводности, например, когда поле зрения бесконтактного датчика 2 пересечет первую границу эталона 3 с известным коэффициентом температуропроводности. Датчик температуры 2 зарегистрирует нарастание температуры нагреваемой поверхности первого эталона 3 в течение так называемого периода теплонасыщения до установления предельной температуры этого эталона 3, соответствующей установлению квазистанционарного режима нагрева. После установления предельной температуры на первом ,,эталоне 3 сразу или во всяком случае не позже пересечения области вы деления энергии источника 1 со второй границей первого эталона 3 исзочник 1. выключают, но продолжают перемещать его и датчик температуры 2 в направлении следующего эталона 3 с известным коэффициентом температуропроводности.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при определении теплофизических свойств твердых тел.

Известен способ определения теплофизических свойств твердых тел, заключающийся в том, что поверхность тела, теплофиэические особенности которого предстоит исследовать, нагревают в течение определяемого интервала времени равномерно распределенным источником, а затем после выключения источника через некоторое время задержки регистрируют температурное распределение нагретой поверхности и по температурным аномалиям су- (5 дят о наличии областей, отличанхцихся от соседних областей измененными теплопроводностью и температуропроводностью (1).

Недостатком известного способа является необходимость строгого выдерживания временного интервала нагрева образца и временной задержки между моментом окончания нагрева и моментом регистрации температурного распределения нагретой поверхности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ оп.— ределения теплопроводности материалов, включающий нагрев поверхности эталонных и исследуемых образцов подвижным точечным источником энергии, измерение начальной и предель-. ной температур образца по линии перемещения источника энергии датчиком температуры, двигающимся с фиксированным отставанием от источника энергии (2) °

Основной недостаток известного способа состоит в том, что отсутст- 40 вует возможность проводить комплексное измерение теплофизических свойств материалов.

Целью изобретения является расши- 45 рение функциональных возможностей способа.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения температуропроводности материалов, включающему нагрев поверхности эталонных и исследуемых образцов подвижным точечным источником энергии, измерение начальной и предельной температур образца по линии перемещения источника энергии датчиком тем. пературы, движущимся с фиксированным отставанием от источника энергии, синхронизируют включение источника энергии и датчика температуры, измеряют период теплонасыщения образцов, 60 по градуировочной зависимости температуропроводности от периода теплонасыщения определяют искомую величину.

На чертеже принедена схема расnoложения источника энергии и датчика температуры относительно образцов (буквой Х обозначено направление перемещения источника энергии и датчика температуры относительно эталонных либо исследуемых образцов) .

Сущность способа заключается в следующем.

Точечный источник тепловой энергии постоянной мощности 1 (например, электрическую лампу с зеркальным отражателем и с пятном нагрева, сфокусированным на поверхности нагреваемых образцов) и датчик температуры 2 (например, бесконтактный датчик, регистрирующий температуру нагретой поверхности по электромагнитному излучению), жестко связанный с источником 1 и поэтому имеющий постоянное расстояние отставания,. начинают перемещать с одинаковой и постоянной скоростью вдоль поверхностей эталона

3 с известными коэффициентами температуропроводности в направлении )(Расстояние отставания датчика температуры 2 от источника 1 уста-. навливают таким, чтобы выполнялось соотношение

Для второго и последующих эталонов 3 с известными коэффициентами температуропроводности повторяют те же операции, что н для первого эталона 3.

1054753

Составитель В. Битюков

Редактор С.Тимохина Техред д.дч КорректорВ.Бутяга

Заказ 9095/50 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )<-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

По результатам измерений датчиком температуры 2 для каждого из эталонов 3 определяют период теплонасиаения после включения источника до установления предельной температуры и строят градуировочную зависимость коэффициента температуропроводности от периода теплонасыщения.

Известно, что период теплонасьзцения определяется временем нарастания от 0 до 1 коэффициента теллонасьщения и при постоянных значениях скорости движения, расстояния отставания, коэффициента сосредоточенности и мощности источника определяется только коэффициентом температуропроводности нагреваемого твердого тела, После этого начинают перемещать источник тепловой энергии 1 постоянной мощности и датчик температуры 2 в направлении X вдоль поверхностей исследуеьвпс образцов 3. При этом источник энергии 1 и датчик температуры, жестко связанный с источником

;энергии 1 и имекщий такое же расстояние отставанйя от источника 1, как и ранее при нагреве и регистрации температуры эталонов с известными коэффициентами темлературопроводности, перемещают с одинаковой и постоянной скоростью, такой же, как и при нагреве и регистрации температуры эталонов с известными коэффициентами

10 температуропроводности.

Для последукицих исследуемых образ" цов 3 повторяют те же операции, что и для первого образца.

Затем сопоставляют измеренный период теплонасыяения для каждого из исследуемых образцов с установленной ранее градуировочной зависимостью между коэффициентом температуропроводности и периодом теплонасыщения и определяют коэффициент температуропроводности для каждого из исследуемых образцов.