Устройство для определения теплофизических характеристик

(51)4 С 01 Ы 25/18 ф ТГ 41 Л Кс к ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТИЙ(71) Латвийский научно-исследовательский институт легкой промышленности(56) Авторское свидетельство СССРВ 949448, кл, С 01 М 25/18, 1982.Авторское свидетельство СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК(57) Изобретение относится к тепловымиспытаниям, а именно к измерениямтеплофиэических характеристик текстильных материалов. Цель изобретения -повышение точности определения теплофизических характеристик текстильных,в частности трикотажных, узорчатыхполотен путем одновременного учетав одной и той же точке образца падающего, отраженного и прошедшего черезобразец теплового потока с последующим определением той части его, которая затрачена на нагрев образца дозаданной температуры в единицу времени. Устройство содержит кольцеобразный источник теплового потока, измеритель интегральной температуры,электрически связанный с регистрирующейсистемой. Температура регистрируетсяприемниками излучения падающего, отраженного и прошедшего через образецтеплового потока. При этом приемникиизлучения через усилители и интеграторы электрически связаны с блокомрегистрации теплового потока, а интегратор через блок формирования времени интегрирования соединен с датчиком углового перемещения механизмавращения образца. Устройство позволяет осуществить равномерный нагревобразца источником теплового потока (по кольцеобразной области, расположенной на одной поверхности образца,точно измерить долю теплового потока,вызывающую нагрев, зарегистрироватьзависимость интегральной температурыот времени нагрева. 1 з.л, ф-лы, 1 ил.5 10 5 20 25 35 40 45 50 55 Изобретение относится к тепловымиспытаниям, а именно к измерениямтеплофизических характеристик текстильных материалов.Цель изобретения - повьппение точности определения теплофиэических характеристик текстильных материаловсо сложным раппортом,На чертеже изображена функциональная схема устройства для определениятеплового сопротивления текстильныхматериалов.Устройство содержит кольцеобразный источник 1.теплового потока, измеритель 2 интегральной температурыобразца 3. Измеритель 2 электрическисвязан с блоком 4 регистрации интегральной температуры. Матрица приемников излучения состоит из приемника5 излучения падающего теплового потока, приемника 6 излучения отраженного теплового потока и приемника 7излучения прошедшего через образец3 теплового потока. Приемник 5 излучения падающего теплового потока подключен к прямому входу первого усилителя 8, приемник 6 излучения отраженного теплового потока соединен с инвертирующим входом первого усилителя8. Выход усилителя 8 соединен с прямым входом второго усилителя 9, к инвертирующему входу которого подключенприемник 7 излучения. прошедшего черезобразец 3 теплового потока. Выходвторого усилителя 9 подключен к интегратору 10, выход которого соединенс блоком 11 регистрации теплового потока. Интегратор 10 через блок 12формирования времени интегрированиясоединен с датчиком 13 углового перемещения механизма вращения образца3, включающего держатель 14 образца3, кинематически связанный с приводом 15. Для исключения влияния температуры окружающей среды на результаты измерений устройство снабжено термостатированными камерами 16 и 17,механизм регулирования температурыкоторых на чертеже не показан. В нерабочем положении камеры 16 и 17 перекрываются заслонками 18 и 19.Устройство работает следующим образом.Испытуемый образец 3 в виде кругазакрепляют в кольцеобразный держатепь14, Термостатированные камеры 16 и17 располагают вблизи поверхностизакрепленного образца 3, например,на расстоянии 3 мм, затем включают механизм регулирования температуры камер 16 и 17 (не показан) и систему регистрации интегральной температуры с измерителем 2 и блоком 4. После нагрева камер 16 и 17 до заданной температуры включают нагреватель и систему регистрации теплового потока с приемниками 6-7, усилителями 8 и 9, интегратором 1 О, блоком 11 регистрации теплового потока. Кольце- образный держатель 14 устанавливают таким образом, чтобы блок 12 с датчиком 13 выдали сигнал обнуления интегратора 10, далее сигнал обнуления интегратора 10 снимают и по показаниям блока 11 судят о достижении стационарного режима нагревателя 1,После достижения стационарного теплового режима от нагревателя 1 подают сигнал обнуления и убирают заслонки 18 и 19, включают привод 15 механизма вращения образца 3, закрепленного в держателе 14, Сигнал от приемника 6 в усилителе 8 вычитается из сигнала приемника 5, а от разницы вычитается сигнал приемника 7 в усилителе 9, Результирующий сигнал интегрируется интегратором 10 в течение времени одного оборота образца 3 и регистрируется блоком 11, шкала которого проградуирована в единицах плотности теплового потока.Время интегрирования определяется блоком 12 формирования времени интегрирования, которым управляет датчик 13 углового перемещения. После завершения одного оборота блок 12 выдает сигнал на обнуление интегратора 10, измерение теплового потока, вызывающего нагрев образца 3 завершается, привод 15 выключают.Одновременно с измерением теплового потока производится измерение и регистрация интегральной температуры образца 3 на участке, ограниченном апертурой измерителя 2 интегральной температурыСкорость вращения образца 3 выбирается из достаточно широкого диапазона скоростей. Желательно, чтобы за время одного оборота образец не нагрелся достаточно сильно, так как собственное излучение нагретого образца, если оно попадает в рабочий спектр приемников 6 и 7 излучения, может внести погрешность в измерение величины теплового потока. Верхняя19 б 42 Тираж 777ВНИИПИ Государств по делам изобрет13035, Москва, ЖЗак одписноСССР митет крыти е нногоений и5, Рауш д.4 ая на роизводственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул,Проектн граница скорости вращения определяется быстродействием приемников 5-7 и подключенной к ним схеме регистрации еУсилители 8 и 9 - операционные, например серии К 140. Интегратор 10 также может быть выполнен на микросхеме К 14 ОУД с подключенной к нему интегрирующей емкостью. При плотности теплового потока порядка несколь ких сот ватт на метр квадратный эксперимент при комнатных температурах занимает приблизительно 5 мин (время наступления стационарного распределения температур). При этом нижняя граница скорости вращения может быть выбрана равной О, 1 об/с. При использовании в качестве приемников излучения фотодиодов типа ФД 9 К верхняя граница скорости вращения может дос тигать нескольких сот оборотов в секунду. Определение теплофизических характеристик образца производится расчетным путем. Он основан на точном решении управления теплопроводности при соответствукщих граничных и начальных условиях.Использование предлагаемого устройства для определения теплофизических характеристик текстильных материО алов повышает точность измерений, что дает возможность более рационально проектировать трикотажные полотна и сэкономить сырье.Формула и з обретения1. Устройство для определения теплофизических характеристик текстильных материалов, содержащее источник теплового потока, измеритель температуры поверхности материала, приемники падающего и отраженного тепловых потоков, соединенные через усилитель со схемой регистрации, о т.- л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения теплофизических характеристик текстильных материалов со сложным раппор. том, оно снабжено механизмом вращения образца материала с датчиком углового перемещения, приемником прошедшего теплового потока, расположенным на одной оси с приемниками падающего и отраженного тепловых потоков и подключенным к инвертирующему входу второго усилителя схемы регистрации, к прямому входу которого присоединен выход первого усилителя, выход второго усилителя .подключен к входу интегратора, управляемого датчиком углового перемещения.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что источник теплового потока выполнен кольцеобразной формы.