Устройство для определения теплофизических свойств материалов

Устройство для определения теплофизических свойств материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскии

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ («) 785702 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 30,1078 (21) 2679864/18-25. с присоединением заявки Йо(23) Приоритет

Опубликовано 07.1280. бюллетень le 45

Дата опубликования описания 07.1230 (я)м. Кл.

5 01 N 25/18

Государственный комитет

СССР ио делаи изобретений и открытий (53) УДК 536(088 ° 8) (72) Авторы изобретения

В.М.Аксенов, В.Н.Юкович, A.Ã.Xàðëàìîâ,Â.È.Kðàñêîâ и Б.С.Черепанов (71) Заявитель (54) YCTPOACTBO ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ

CBOACTB МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области тепловых испытаний,а именно к области определения теплофиэических свойств.

Известно устройство для измерения S теплофизических свойств, включающее блоки нагрева и охлаждения, а также измерители температуры (1) .

Это устройство обеспечивает достоверные результаты только после дли- 10 тельного термостатирования образца.

Известно также устройство для теплофиэических исследовайий в импульсном тепловом режиме, включающее средства термостатирования, 35 нагреватель и измерители температуры (2). Несмотря на то, что время испытания этого устройства меньше, чем устройства (1), оно все-таки значительно, что связано с необхо- 20 димостью регистрации теплового отклика в "эталонных" образцах, имитирующих полубесконечные тела.

В этом отношении более совершенным и наиболее близким по технической 25 сути к данному изобретению является устройство (3 . Это устройство для, определения те.лофнэнческих свойств материалов, содержащее импульсный источник лучистого нагрева, держа- 30 тель образца и термопару для регистрации температуры поверхности образца, противоположной облучаемой.

Недостатком устройства — прототипа является ограниченная точность сравнительных испытаний серии образцов.

Целью изобретения является повышение точности определения.

Цель достигается тем, что в отличие от устройства — прототипа держатель образца состоит иэ основания и кассеты с концентрически расположеннымн гнездами для образцов, выполненной поворотной и с воэможностью перемещения относительно основания перпендикулярно оси поворота, термопара закреплена на основании и подпружннена в направлении оси поворота кассеты, источник импульсного нагрева выполнен съемным и с воэможностью перемещения относительно основания в направлении, параллельном оси поворота кассеты.

Новая совокупность признаков обеспечивает производительность условий испытаний как при установке очередного образца,так и при замене или переналадке источника нагрева.При замене образца гарантируется Вос

785702 проиэводимость положения образца относительно источника нагрева и термопары, а также воспроизводимость условия контакта образца с термопарой. При замене источника или изменении со временем его характеристик неидентичность по интенсивности излучения компенсируется изменением расстояния до образца.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для определения теплофизических свойств материалов, на фиг. 2 — вид сверху конструкции поворотной кассеты с механизмом фиксации центра образца на одной оси с электродами термопары и блоком импульсного источника нагрева, на фиг.

3 — разрез конструкции поворотной кассеты, на фиг. 4 — конструкция съемного корпуса с прорезями, с закрепленной в нем подпружиненной термопарой.

Устройство содержит стойку 1, на которой закреплен держатель образца, выполненный в виде основания, в качестве которого служит кронштейн 2,и поворотной с концентрически расположенными гнездами кассеты 3, выполненной с возможностью перемещения относительно основания перпендикулярно оси поворота, На стойке 1 также закреплен кронштейн 4. На кронштейне 2 закреплен корпус 5 с прорезями б и с размещенными в нем электродами термопары 7 с рукоятками 8. На кронштейне 4 источник импульсного нагрева 9, выполненный в виде съемного блока. Стойка 1 имеет направляющую 10, на которой при помощи механизма 11 перемещаются кронштейны 2 и 4 ° Кассета 3 выполнена с гнездами

12, в которых размещены образцы 13 исследуемого материала.

Гнезда 12 выполнены в виде сквоэ . ных отверстий, окаймленных ребромподставкой. Размер гнезда исключает контакт его с боковой стенкой образца, что обеспечивает изоляцию от тепловых перетечек к боковой поверхности образцов 13.

Кронштейн 2 выполнен с пазом 14, в котором перемещается держатель 15 кассеты 3. Закрепление держателя

15,производится замком 16. Для удобства поворота вокруг оси держателя

15 и фиксации центров образцов 13 на одной оси с электродами термопары

7 и блоком 8 импульсного источника нагрева 9 кассета 3 снабжена ручками 17 и механизмом фиксации 18.

Кронштейн 4 выполнен с телескопичес ким узлом 19, позволяющим изменять его длину и с узлом 20, позволяющим перемещать импульсный источник нагрева 9 в направлении, перпендикулярном оси кронштейна 4. Элементы 21 импульсного источника нагрева 9 собраны в блок.

Блок импульсного нагрева 9 снабжен разъемом 22, позволяющим оперативное отключение его от устройства, быструю замену. Корпус 5 с прорезями б содержит: электроды те авелары 7 с очехловкой 23,выполнен:", и с фиксаторами 24 и пружинами 25, смонтированными на держателе 26 термопары 7, снабженного рукоятками 8, шайбу 27, и гайку 28 с разъемом 29. Фиксаторы

)g 24 и пружины 25 создают независимость подвески электродов термопары

7 и тем самым обеспечивают надежный контакт термопары с образцами 13.

Очехловка 23 и шайба 27 служат также дополнительной защитой электродов термопары 7 от действия сетевых наводок и ионизирующего излучения. Разъем 29 обеспечивает быструю замену конструкции корпуса 5 с прорезями б. 0 Устройство для определения теплофизических свойств материалов рабо тает следующим образом.

Кассета 3 с уложенными ° . в гнезде 12 образцами 13 исследуемого маЯ териала устанавливается на держателе 15, который вставляется в паз 14 кронштейна 2 и закрепляется на нем. замком 16 в крайнем правом положении паза 14, если производят измерения свойств образцов 13, расположенных по внешней окружности центров образцов кассеты 3, и — в крайнем левом положении паза 14, если произ» водят измерение свойств образцов 13, 35 расположенных по внутренней окруж ности центров образцов кассеты 3.

При этом рукоятки 8 держателя 26 находятся на верхних отметках прорезей б, а электроды не контактируют с образцами 13.С помощью телескопичес4О кого узла 19 и узла 20 блок импульсного источника нагрева 9 устанавливают в требуемой. точке плоскости, параллельной плоскости образцов

13, à с помощью механизмов 11 кронштейн 4 перемещают по стойке 1 с нап-,. равляющей 10 в вертикальном направ» лении так, чтобы блок импульсного источника нагрева 9 обеспечивал плоское световое .поле с заданными ур параметрами на нижней поверхности одного из образцов 13. После чего рукоятки 8 переводят на нижние отметки прорезей б корпуса 5, и тем самым, создают контакт электро дов термопары 7 с одним из образцов

13, надежность которого обеспечивается пружинами 25 и фиксаторами

24. Затем импульс света от блока импульсного источника нагрева 9, соединенного через разъем 22 с блоком бО питания, поступает на один иэ образцов 13. Импульс световой энергии, поглощенный на нижней поверхности. образца 13, проходит через образец

13 и вызывает температурное повыше65 ние на верхней поверхности образца, 785702 регистрируемое электродами термопары.

7. Электрический сигнал термопары через разъем 29 поступает на регистрацию. Регистрация прекращается при достижении максимума изменения температуры на верхней поверхности образца,13, что служит сигналом об окончании измерений свойств одного из образцов 13. Затем рукоятки 8 переводят на верхние отметки прорезей

6 корпуса 5, а при помощи ручек 17 кассеты 3 и механизма фиксации 18 щ устанавливают на одной оси с электродами термопары 7 следующий из образцов 13, рукоятки 8 переводят на нижние отметки прорезей 6 и эксперимент повторяется. 15

Таким образом предлагаемая конструкция устройства расширяет область применения метода светового импульса, повышает надежность исследований, сокращает время измерений, 31 значительно повышает достоверность получаемых результатов и точность сравнительных испытаний серии об разцов. формула изобретения 25 устройство для определения теплофизических свойств материалов, содержащее импульсный источник лучистого нагрева, держатель образца и термопару,,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, держатель образца состоит из основания и кассеты с концентрически расположенными гнездами, выполненной поворотной и с возможностью перемещения относительно основания перпендикулярно оси поворота, а термопара закреплена на основании и подпружинена в направпении, параллельном оси поворота кассеты, источник импульсного нагрева выполнен съемным и с возможностью перемещения относительно основания в направлении, параллельном оси поворота кассеты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Осипова В.A. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. N., "Энергия"; 1969, с. 39-41.

2. Дмитрович A ° Ä.Îïðåäåëåíèå теплофизических свойств строительных материалов. M., Госстройиздат, 1963, с. 98-99.

3. Инженерно-физический журнал.

1972, т. 22, 9 6, с. 1056-1059 (прототип).

785702

Корректор С Шекмар

Заказ 8830/44 Тираж 1019

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 30 35 Москва,Ж-35, Раушская наб ., д . 4/5

Подписное

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

Составитель В. Вертоградский

Редактор Н.Ахмедова Техред Н.Б абурка