Устройство для определения теплопроводности дисперсных материалов

,В. Старо иал Всесо ьского ин оения, ли тизации л Украинск й институ юзногоститутатейнойитейий научт приТеплообменМ., 1954,(56)1, Чуднов в дисперсных с. 188-200,2. Любимова Е.А исследования горны Геотермические исс 1964, с. 140-161 ( ский А средах Теплофизическиепород. - В кн.:едования. М.,рототип). 1, о т л ито нагреватель -ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИЛ ЛОВ, содержащее нагреватель, реоста датчик и регистратор температуры, блоки времени, согласования и измерительных приборов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измере- ний теплопроводности )латериалов, изменяющих фазовое состояние при изменении температуры, нагреватель и датчик температуры в контакте установлены на зонде, при этом нагреватель соединен с реостатом и блоком времени через блок измерительных приборов, а датчик температуры соединен через блок согласования с регистратором температуры.2. Устройство. по п, 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что зонд .выпол-Я нен из электроизоляционного материала, теплопроводность которого по крайней мере на порядок меньше теплопроводности исследуемого материала.3, Устройство по и. чающеесятем, ч выполнен ленточным.1062585 Изобретение относится к техникеопределения тепловых величин, в частности для определения теплофизических параметров дисперсных материалов, например, шахтных и закладочных материалов, формовочных смесей 5и мерзлых грунтов.Известно устройство для определения теплопроводности дисперсных сред,в том числе почвогрунтов, горных пород, шахтных и закладочных материалов,10зондовым методом, включающее нагревательный зонд, измерительные приборы, датчик температуры. Причем вкачестве датчика температуры приленена термопара с выходом на гальванометр, регистрирующий температуру снеобходимой точностью и способныйработать только в лабораторных условиях 1,В испытуемую среду внедряется источник тепла - зонд, при этом ведетсялибо учет количества тепла, питающегозонд, либо учет изменения температурыв среде вокруг зонда или внутри материала, заполняющего зонд, Это устрой ство применимо, когда нельзя нарушатьструктуру материала взятием пробы наанализ, но когда допустимо небольшоеизменение структуры, обусловленноевнедрением зонда.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является устройство для определения тепловыхсвойств горных пород, основанное напринципе зондового мгновенного источника тепла, включающее нагрева- З 5тель, блоки измерительных приборов,реостат, блоки времени и согласования, датчик и регистратор температуры,В этом устройстве в качестве датчикатемпературы использована термопара 40с выходом на гальванометр. Нагреватель и датчик температуры расположены отдельно 2 .Недостатками устройства являютсяневозможность пробдения измерений 45в естественных, в частности полевыхусловиях, дополнительные погрешностиизмерений из-за нестабильности контактов между датчиком, нагревателем иисследуемым объектом. Для получениязаметных изменений температуры нарасстоянии, отделяющем датчик температуры от нагревателя, требуютсяопределенные мощность и время нагреваю55Цель изобретения - повышение надежности и точности измерения теплопроводности материалов в естественных условиях. В измеряемую среду опускают. зонд3, С помощью датчика 8 температуры в виде кварцевого резонатора и час- тотомера 5 определяют температуру среды То . Через реостат 1, блок б времени, срабатывающий с выдержкой времени на отключение, нагревателю 7 в течение времени ь сообщают имОпульс тепла. Через время с, ) о замеряют температуру нагревателя Т(7 ), По данным измерений определяют избыточную температУРУ 60 оЯЯ ьЪ О Цель достигается тем, что в устройстве для определения теплопроводности дисперсных материалов, содержащем нагреватель, реостат, датчик и регистратор,Фейпературы, блоки времени, согласования иизмерительных приборов, нагреватель и датчик темпе; ратуры в контакте установлены на зонде, при этом нагреватель соединен с реостатом и блоком времени через блок измерительных приборов, а датчик температуры соединен через блок согласования с регистратором температуры.При этом зонд выполнен из электро- изоляционного материала, теплопроводнссть которого по крайней мере на порядок меньше теплопроводности исследуемого материала.Кроме того, нагреватель выполнен ленточным.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для определения теплопроводности дисперсныхматериалов, на фиг. 2 - зонд.Устройство состоит из последовательно соединенных реостата 1, блока 2 измерительных приборов, измеряющих мощность нагревателя, зонда 3, блока 4 согласования, регулятор температуры, выполненный в виде частотомера 5. К зонду через блок измерительных приборов 2 подключен блок б времени.Зонд 3 состоит из нагревателя 7 и датчика 8 температуры в виде термочувствительного кварцевого резонатора, расположенных на цилиндрическом стержне 9, выполненном из электроизоляционного материала, например, фторопласта, защитного покрытия 10 и поджимного элемента 11. Защитным покрытием может быть компаунд марки ЭП(ГОСТ 20824-75) . ФРеостат 1 через блок 2 измеритель-, ных приборов соединен с нагревателем 7 блока 2 и блоком б времени.Датчик температуры последовательно соединен .с блоком 4 согласования и частотомером 5. Устройство работает следующим образом."л49 Р Ф 10 ешниковаКорректо оставитель Л.ехред Л.Микеш Редактор Н утяга ова ПодписнР Заказ 10209/44 Тираж 873 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ракомитета СССоткрытийская наб., д 4/ П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная ил количество тепла, выделяемого. единицей длины линейного источника тепла0,24 1311,теплопроводность исследуемого объекта;время от начала нагрева до замера температуры нагревателя;время нагрева; Теплопроводность цилиндрическогостержня 9 на порядок ниже теплопроводности измеряемой среды, поэтомупотери на нагрев стержня на точностьизмерений влияют мало и в расчете не 5 учтены.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет надежно и точноопределять теплопроводность почвогрунтов, в том числе мерзлых, что 1 О особенно трудно, горных пород вусловиях их естественного залеганиябез нарушения структуры и фазовогосостояния, повышает надежность.