Устройство для определения коэффициента температуропроводности материалов
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОП И С -А- Н И Е
ИЗОБРЕТЕН Ия (!!) 463047
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 20,07.72 (21) 1812066 26-25 с присоединением заявки .М (51) .Ч. Кл. G 01н 25, 18 (о3) УДК 536.2.022 (088.8) Опубликовано 05.03.75. Бюллетень ¹ 9
Дата опубликования описания 18.06.75 па делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения
В. В. Власов, М. В. Кулаков, М. М. Мордасов и А. И. Фесенко
Тамбовский институт химического машиностроения (71) За )внт»J)1> (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ
ГосУдарственный комитет (23) 11р нор цте!.
Совета Министров СССР
Изобретение относится к устройствам для теплофизических измерений.
Известно устройство для определения температуропроводности с повышенной чувствительностью измерительной схемы, в состав которого входят термопара и термобатарея, включенные по дифференциальной схеме, а также нуль — прибор.
Недостаток этого устройства состоит в том, что не производится автоматическая регистрация интервала времени с момента подачи теплового импульса до момента, соответствующего достижению заданного соотношения температур в двух точках, отстоящих на разных расстояниях от н»греваемой поверхности, IIQэтому необходимо устанавливать в одном сечении образца две или более термопар (термобатареи). В результате возникают погрешности при измерениях из-за наличия температурного градиента в данном сечении исследуемого образца. Кроме того, в образцах с малым сечением установить термобатареи трудно.
В предложенном устройстве для определения коэффициента тем пер атуропроводности материалов указанные недостатки устранены благодаря тому, что устройство снабжено двумя последовательно соединенными электронными ключами, причем вход первого соединен с генератором импульсов, а выход второго — со счетчпком числа импульсов. Цепь управления первого ключа через статический триггер подключена к электрической схеме электронагревателя, предназначенного для задания нестацпонарного температурного поля в исследуемом ооразце. Цепь управления второго ключа через статический триггер, триггер Шмитта и потенциометр включена в выходную цепь дифференциальной схемы, в ко10 торой более удаленная от нагреваемой поверхности термопара через усилитель постоянного тока последовательно соединена с термопарой, расположенной перед нагреваемой поверхностью.
15 Схема устройсть» представлена на чертеж».
Электро)п)ые ключи 1 El 2 соединены последовательно. Вход ключа 1 соединен с выходом генератора импульсов 3, а выход ключа
2 подключен к входу счетчика импульсов 4.
20 Цепь управления работой ключа 1 через статический триггер 5 соединена с электрической цепью 6 электронагревателя 7. Цепь управл»нпя работой ключа 2 через статический триггер 8, триггер Шмитта 9, электронный
25 автоматический по гснциометр 10 с двусторонней шкалой н реостатным выходом со»динена с выходом дифференциальной схемы. Дифф»ренциальпая схем» содержит тсрмопару 11, электроды !.Оторой подкл)о !сны 1:, вход1 vcll30 лптсля постоянного тока 12, соед)шенного ч»463047
10
15 рез термопару 13 с входом потенциометра 10.
К7юч !4 устанавливает статические триггеры
5, 8 и счетчик импульсов 4 в исходное сов!ояпис.
До пода ш теплового импульса на поверхность исследуемого образца выходной сигнал диффсрciilièàëüíoé cõñмы равен нулlo. Ползунок задатчика потенциометря 10 устанавл:iлается при этом таким образом, чтобы выходное напряжение нотенциометра соответстВоВВ 70 напряжению срабатывания т17иггсра
Шмптта 9. Триггер 8 переключается только передним фронтом импульса, формируемого триггером Шмптта 9. Замыканием кнопки 14 триггеры 5, 8 и счетчик 4 устанавливаются в исходное состояние. Электронный ключ 1 закрывается, а ключ 2 открывастся.
После подачи теплового импульса на поверхность исследуемого образца электронагревателем 7 тршзгер 5 перекгпочается схемой управления б 11 открывает кгпоч 1. Импульсы с генератора 3 через электронные ключи 1 и 2 начиняют поступать на вход счетчика 4. На вход потснцпометра 10 поступает разностпый сигнал дифференциальной схемы, который изменяет выходное напряжение потепциометра и переключает триггер Шмиття 9, формируя задний фронт импульса на входе триггера 8.
Прп достижении баланса дифференциальной схемы на вход триггера Шмитта 9 поступает с выхода потепциометра 10 напряжение, соотвстствующсе уровню срабатывания триггера
Шм1ггт. Триггер Шмитта переключается и передним фронтом формируемого импульса псрекл1очает триггер 8, закрывая электронный кгпоч 2. В счетчике 4 остается зафиксированпэс шсло
Ю:= F -. о " где Г<, — частота генератора 3, т — время с момента подачи теплового импульса до момента, ссотвстствующего достижению задаш1ого соотношения температур в двух точках, находящихся на разных расстояниях от поверхности. Коэффициент усиления усилителя постоянного тока 12 целесообразно устанавливать
45 ря1зным е (натура,7ы1ое число). Это позволит уменьшить время проведения теплофизическоlo экспер1 .мента (по сравнению с термобатарсей из двух термопар) и упростить конечную расчстнуlo формулу для коэффициента тсмпсратуропро1зо.1ностп, которая примет вид:
2 2
Л2 — Х1 и:
4-.
Для автоматической регистрации в счетчике 4 величины 4т достато шо установить -1астоту генератора 3, равную 4! о гц.
Предмет изобретения
Устройство для определения коэффицпс11та температуропроводпости материалов, содержащее электрическую схему для формирования теплового импульса на поверхности исследуемого образца и диффсрепцияльну1о схему, включающую термопары, о т л и ч а ю щ е еПОВЫШСПИЯ TO 111OCTII определения коэффициента температуропроводности материалов и автоматической регистрации интервала времени с момента пода ш теплового импульса до момента, соотвстстBylocireIo достижению заданного соотношения температур в двух точках, находящихся на разных расстояниях от нагреваемой IroBcp»ности, olio снабжено двумя последовя гельно соединенны"IH электронными ключами, при:.см вход первого соединен с генератором импульсов, выход второго — со счетчиком числя импульсов, а цепь управления первого Bлю 1» через статический триггер подключена к электрической схеме нагревателя, цепь управления второго ключа через статический триггер, триггер Шмидта и потенциометр включена B выходную цегь дифференциальной схемы, в которой бо7ce удаленная от нагреваемой поверхности термопара через усилитель постоянного тока с коэффициентом усилени11 е последовательно сосд1шена с термопарой, расположенной перед нагреваемой поверхностью.
463047
Составитель А. Глушко
Текред 3. Тараненко
Корректоры: Л. Котовы и Н. Учакина
Редактор Т. Орловская
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1387/8 Изд. _#_, 531 Тираж 902 По писное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4,5