Устройство для определения теплофизическиххарактеристик электропроводных материалов

Устройство для определения теплофизическиххарактеристик электропроводных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.07.78 (21) 2646498/18-25 (51) М.К . с присоединением заявки №вЂ”

G01 N 25/18

Гвеудлрствеиимх квмитет (23) Приоритет—

Опубликовано 07.07.81. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.81 (53) УДК 536.22. .083 (088.8) llo делам иэвбретеиий и вткрмтий

В. Н. Конев, Е. Л. Архангельский, В. Г. Плещев, и В. В. Клюшин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Уральский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. А. М. Горького (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

U +U sin t, где U=- — постоянная составляющая;

Ц»- амплитуда переменной составляюS щей; — частота; -время.

Мощность падающего на образец потока электронов также содержит переменную составляющую, что приводит к переменному

1а нагреву поверхности образца.

Известны устройства для определения теплофизических характеристик электропроводных материалов методом нагрева модулированным потоком электронов, содержащие катод и образец, служащий анодом, подсоединенные к источнику напряжения (2)

В известных устройствах модуляция осуществляется за счет того, что между катоИзобретение относится к устройствам для определения теплофизических характеристик (температуропроводности, теплопроводности, теплоемкости) электропроводных материалов с использованием электронного нагрева образцов.

Известны устройства для определения теплофизических характеристик материалов, состоящие из системы нагревателей, обеспе. чивающих стационарный тепловой поток через испытуемый образец, и системы индикации этого потока и .температуры в разных точках образца (1). Известные устройства достаточно сложны в настройке, требуют тщательного учета всех условий эксперимента и применимы к образцам строго определенной формы. дом и анодом подается переменное напряжение

Q = U l = (U + Usinut) (I +

+ I sin t) =U» I+ — U I +(U 1

+ .) I )sinwt — Ulsin2wt, где 1- — постоянная составляющая анодIS ного тока;

1 -амплитуда его переменной составляющей.

Измерив величины U, U, I 1 а также амплитуду и фазу колебаний температуры на поверхности образца, противоположной нагреваемой, вычисляЮт теплофизические характеристики материала (температуропроводность, теплопроводность, теплоемкость).

845070

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4135/2 Тираж 907 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При использовании такого метода и необходимого известного устройства измерения проводить очень сложно:- вследствие наличия второй гармоники в переменной составляющей мощности сложно определять эту составляющую и сложно анализировать колебания температуры на образце.

Целью изобретения является упрощение процесса измерений за счет исключения второй гармоники в переменной составляющей подводимой к образцу мощности.

Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемом устройстве для определения теплофизических характеристик электропроводных материалов методом нагрева модулированным потоком электронов, содержащем катод и образец, служащий анодом, подсоединенные к источнику напряжения, между катодом и образцом-анодом уста11овлена управляющая сетка, а катод и анод подсоединены к источнику постоянного напряжения.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять модуляцию мощности потока электронов, а следовательно, и модулированный нагрев изучаемого образца посредством подачи модулирующего (управляющего) напряжения на сетку, оставляя постоянным напряжение на аноде. По сравнению с

«диодной» схемой устройства-прототипа в данном случае процесс измерения существенно упрощается, ибо появляется возможность заменить . мощный источник переменного анодного напряжения на более простой источник постоянного напряжения; и при о11ределении переменной составляющей мощности измерять всего два параметра. Существенно упрощается также анализ колебаний температуры образца.

Схема предложенного устройства дана на чертеже, на котором изображены катод 1, образец 2 и управляющая сетка 3, заключенные в корпус 4, конструкция которого поз" воляет сменять образцы-аноды и проводить измерения колебаний температуры на обратной стороне образца посредством устройства 5, основанного, например, на фотоэлектрическом принципе. Катод 1 и анод 2 подсоединены к источнику постоянного напряжения 6, а на сетку подается модулирующее напряжение от источника переменного напряжения 7.

Проведенные эксперименты показали, что для образцов из молибдена, вольфрама, тантала, карбида циркония потребовались разные в каждом случае режимы работы определенные значения частоты сеточного напряжения и интервала значений постоянного анодного напряжения. Однако подбор конкретного режима несложен, а исключение второй гармоники в переменной составляющей подводимой к образцу мощности и увеличение вследствие этого отношения сигналшум позволяет существенно упростить процесс измерений. го

Устройство для определения теплофизических характеристик электропроводных материалов методом нагрева модулированным потоком электронов, содержащее катод и образец, служащий анодом, подсоединенные к источнику напряжения, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса измерений за счет исключения второй гармоники в переменной составляющей подводимой к образцу мощности, между катодом и образцом-анодом установлена управляющая сетзо ка, а катод и анод подсоединены к источнику постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шашков А. Г. и др. Методы определения теплопроводности и температуропроводности. Под ред. А. В. Лыкова, М., «Энергия», 1973, с. 75 — 95.

2. Краев О. А., Стельмах А. А. Температуропроводность и теплопроводность металлов при высоких температурах. Сб.

40 «Исследования при высоких температурах».

«Наука», СО АН СССР, Новосибирск, 1966, с. 55 — 74 (прототип).