Устройство для определения тепло-проводности материалов

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет -6 01 й 25/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения Ю.В.Ворона Одесский ордена Трудового Красного Знамени государственный. университет им. И.И,Мечникова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИМЕТЕРИАЛОВ Изобретение относится к тепло- физическим измерениям и может быть использовано для измерения теплопроводности различных материалов.Известно устройство для комплекс.ного измерения теплофиэических характеристик материалов в широком диапазоне температур 1 .Однако это устройство предназначено для разового измерения и имеет большие габариты.Известны также устройства, содер" жащие зонд с нагревателем и датчиком температуры, в которых измеряется мощность тепловыделения зондом и температура зонда при различных условиях теплового воздействия зонда на образец.Большей точностью характеризуются методы и устройства, в которых используются изотермические зонды и регулируемое тепловыделение, например устройства, содержащие изотермический зонд, включенный в диагональ моста, и генератор управляемой частоты, выход которого через формирователь импульсов соединен с диагональю питания моста, а вход через усилитель и пиковый детектор подключен к измерительной диагонали моста. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения теплопроводности материалов, содержащее изотермический зонд, включенный в плечо моста, и источник регулируемого питания. Определение теплопроводности производится путем нагрева импульсами постоянной амплитуды и частоты терморезистора до температуры, при которой его сопротивление удовлетворяет уравнению уравновешенного моста. Изменяя длительность импульсов и тем самым мощность, рассеиваемую термореэистором, добиваются баланса моста, при этом длительность прямоугольного импульсного напряжения пропорциональна измеряемой теплопроводности 21 .Источником погрешности при такой схеме измерений является использование импульсного нагрева, так как трудно учесть форму импульса при вычислении мощности тепловыделения, а также при исследовании высокотеплопроводных материалов. На образцах малых размеров возникают температурные волны, которые приводят к колебанию температуры зонда и снижению точности определения температуры зонда.800844 Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 5 б 9922, кл. С 01 й 25/00, 1976,2. Авторское свидетельство СССРР 352202, кл. 6 01 й 25/18, 1972(прототип),Составитель В.ЕкаевТехред Ж. Кастелевич КорректорН.Григорук Редактор В,михеева Заказ 10409/58 Тираж 918 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва,Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Цель изобретения - повышение точности определения, упрощение измерительной схемы и расширение температурного диапазона измерений,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для определениятеплапроводности материалов, содержащее изотермический зонд, включенныйв плечо, моста, и источник регулируемого питания, снабжено преобразователем мощности, выполненным в видедатчика Холла и включенным в плечомоста последовательно с зондом, выполненным из полупроводникового алмаза,На чертеже изображена схема предлагаемого устройства,Иэотермический зонд 1, выполненный из полупроводникового алмаза,включен в плечо измерительного моста,содержащего сопротивления 2-4. Последовательно с зондом в плечо моставключен преобразователь 5 мощности, 20выполненный в виде датчика Холла.Мост подключен к,источнику 6 питания.Измерение теплопроводности произ"водится следующим образом.По известной зависимости сопротив- р 5ления зонда 1 от температуры устанавливается значение сопротивления 2,соответствующее требуемой температуре измерения. При включении блока6 питания в измерительной диагоналимоста возникает разность потенциалов,которая соответствует отношениюсопротивлений зонда и сопротивления2. Сигнал разбаланса поступает навход блока б питания и изменяет режим работы блока до наступлениябаланса моста. При наступлении балансамоста сигнал преобразователя 5,пропорциональный мощности тепловыделения в зонде 1, находится в прямой зависимости от теплопроводности Ъ исследуемого материала,Определение теплопроводности производится по соотношениюЖКТгде Е, - сигнал преобразователямощности;Т - температура опыта;К - коэффициент., определяемыйпри градуировке устройства.Предлагаемое устройство позволяет быстро с достаточной точностью определять теплопроводность любых материалов в широком диапазоне темпера- тур Устройство для определения тфплопроводности материалов, содержащее изотермический зонд, включенный в плечо моста, и источник регулируемого питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, оно снабжено преобразователем мощности, выполненным в виде датчика Холла и включенным в плечо моста последовательно с зондом,выполненным из полупроводникового алмаза