Устройство для определения теплофизическиххарактеристик электропроводных материалов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ВТОРС КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(61) До пол нител ьное к а вт. с д-ву -51) М. Кл.Дата опубликования описания 17.07.8 2) Авт В. Н. Конев, Е. Л. Архангельский,и В. В. Клюшин обретения 71) Заявитель Знамени Горького Уральский ордена Трудового Красноосударственный университет им. А. М(54) УСТРОЙСТВО ХАРАКТЕРИСТИ Я ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЛЕКТРОПРОВОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ом и анодом подается переменное напря- жение 1/ + 11 з 1 п ы 1,где У=-постоянная составляющая;Ц - амплитуда переменной составляющей;д - частота;т. -время.Мощность падающего на образец потока электронов также содержит переменную составляющую, что приводит к переменному нагреву поверхности образца. Я = 1.3 1= (11- + 1.)., з 1 пю 1) (1 + +1 з(пы 1) =11-1-+ - 11 1 +(1.)-1 + 1.)1 ) з 1 п а 1 -1) 1 з 1 и 2 (о(, где 1- -постоянная составляющая анодного тока;1 -амплитуда его переменной составляющей.Измерив величины 1), Б -, 1, 1 а также амплитуду и фазу колебаний температуры на поверхности образца, противоположной нагреваемой, вычисляЮт тепло- физические характеристики материала (температуропроводность, теплопроводность, теплоемкость). Изобретение относится к устроиствам 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, обеспечивающих стационарный тепловой поток через испытуемый образец, и системы ин-дикации 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. 1 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 катоПлещев, ; .-;. 1э 1 1 11 1 т 1845070 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 4135/2 Тираж 907 Подписноефилиал 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 уста 11 овлена 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 определении 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 модулируюшее напряжение от источника переменного напряжения 7,Проведенные эксперименты показали, чтодля 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 сигнал шум позволяет существенно упростить процесс измерений. 20Устройство для определения теплофизических характеристик электропроводных материалов методом нагрева модулированнымпотоком электронов, содержащее катод иобразец, служащий анодом, подсоединенные25 к источнику напряжения, отличающеесятем, что, с целью упрощения процесса измерений за счет исключения второй гармоникив переменной составляющей подводимой кобразцу мощности, между катодом и образцом-анодом установлена управляющая сет 30 ка, а катод и анод подсоединены к источнику постоянного напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, 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).