Калориметр

ОП ИСАЙ ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 14.04,75 (21) 2126407/1051) Ч,Кл,- 6 01 К 1/08 вки с присоединением 3) Приорит Гасударственный иомите Совета Министров ССС по делам изобретений.03.77, Бюллетень М 9 3 уоликован ания описания 07.06.77 45) Дата опублик ткрытни 72) Авторы изобретения С. С. Огородник, В, Д, Попов и В. А. Семеновиститут ядерных исследований АН Украинской С 1) Заявител КАЛ ОР И МЕТР 25+ Г "-Тлв де Е = /И .ХЕ = у ХТлв - т щая на концах термоб з-за неравенства тем рмо-э,д.с., возникаютареи в точках А и В ератур Тл и Т л; Изобретение относится к технике измерения количества тепла, точнее к калориметрам, и предназначено для использования в области дозиметрип ионизирующих излучений, физики и техники ядерных реакторов, атомной энергетики, радиационной химии, радиационной физики, радиационного материаловедения, радиационной биологии, а также в химии и химической промышленности, в биологии, для измерения теплофизических свойств материалов и т. д.Извсстны диатерм ические калориметры (называемые также градиентными калориметрами, калориметрами с теплопроводностью или калориметрами интегрального теплового потока), принцип действия которых основан на измерении теплового потока ф через некоторую поверхность Я оболочки калориметра с помощью батареи дифференциальных термопар, расположенной на этой поверхности 5 12 и 3. Поверхность 5 частично охватывает внутренний объем калориметра. Диатермические калориметры обычно выполняются в виде двух (внутренней и внешней) оболочек, в зазоре между которыми располагается измерительная термобатарея, причем холодные ее спаи расположены на внешней, а горячие - на внутренней оболочке калориметра.Известен также калориметр Кальве 111, состоящий из двух хорошо проводящих тепло металлических оболочек цилпндрическои формы, размещенных соосно одна внутри другой.В зазоре между цплиндрамп размещается термобатарея, состоящая из идентичных термопар, спаи которых равномерно размещены на внутренней поверхности внешнсго цилиндра и на внешней поверхности внутреннего цилиндра. К каждому концу термобатареп подсоединяется по одному соединительному проводу для подключения к регистрирующему прибору,Градуи 1 эовка калориметра производится с помощью электрического нагрезателя, расположенного внутри рабочего объема калориметра. Однако реализуемое в его конструкции соединение термобатареи с регистрирующим прибором (по одному соединительному проводу от каждого конца термобатареп) не позволяет точно измерить величину термо-э.д.с, Е термобатареи, поскольку регистрирующий прибор измеряет не величину термо-э.д.с. Е, а величну Е суммарной термо-э.д,с., равную3ЛТАв = Тл - Тв - температурный перепад лежду точками А и В;у - коэффициент пропорциональности.Предлагаемый калориметр снабжен термостатцрованным коммутатором и дифференциальной термопарой с нагревателем, рабочие спаи которой размещены в вьходных точках термобатареи, при этом каждый из термоэлектродов дифференциальной термопары образован одним из соединительных проводов, подключенных к коммутатору. Нагреватели установлены непосредственно у рабочих спаев дифференциальной тсрмопары.На чертеже показана конструктивная схема калориметра.Калориметр состоит из термобатарец 1, расположенной на замкнутой измерительной оболочке 2, внутри которой размещен образец 3, термопары 4 с нагревателями б, коммутатора б внутри термостата 7, регистрирующего прибора 8 и соединительных гроводов 9 и 10. Для градуировки калориметр снабжен внутренним нагревателем 11.Калорцметр работает следующим образом.Подлежащая определению измеряемая величина Ф; теплового потока, пронизывающего поверхность 5 оболочки 2 калориметра с помощью термобатареи 1, расположенной на этой поверхности, определяется по показателям регистрпруощсго прибора следу 1 ощим образом:(константы прибора);Е. - величина суммарной термо-э,д,с.,измеряемая регистрирующим прибором, подключенным к термобатарее калориметра соединительными проводами 9 и 10.Для измерения величин К у, Е и ЛТ А необходимых для точного определения величи-в ны Ф в, к концам (точки А п В) измерительной термобатареи 1 калориметра крепятся спаи термопар, Провода 9 и 10 подклочены к входным клеммам К 1, К 2, Кз, 1(., коммутатора б, к выходным клеммам К; и К которого подключен прибор 8.Для устранения паразитных термо-э.д.с., которые могут Возникнуть В точках К 1, К 2, 6 з, Кподключения соединительных проводов 9 и 10 к коммутатору б, последний размещен в термостате 7. Наличие термопар 4 и коммутатора б позволяет измерить величины Е иТ.4 вТак, например, в режиме определения велиНны Е комутатор сое;.1 иняст клемму К, с клеммой К а клемму К,с клсмх он К,. В режиме цз.;е;О 1:111 Бсл 1:1 и:ы 1 зв 11 омму. татоо соединяст клсмму К 1 с клемп.011 К 5, клемму К - с К 6, клемму К 2 с клеммой К; т. е. коммутатор организует упомянутые выше две термопары в одну дифференциальную тсрмопару, спаи которой находятся в точках А и В, что и позволяет измерить величинуИзмерение величин Е и ХТАв реализуется устройством, представляющим собой диф ференциальную термопару, провода 10 которой либо замкнуты (режим измерения величины ЬТАв), либо разомкнуты (режим измерения величины Е ).Для градуировки калориметра, т. е, опре- О деления констант прибора Й и у вблизи спаев (точки А и В) термопар 4, размещены нагреватели 5, с помощью которых можно изменять величину ИТлвГрадуировка калоримстра заключается в 15 экспериментальном определении зависимости1 Е ==- - Ф + --Тл в р Я 20при некотором фиксированном известном значении величины 11, которое задается включением внутреннео градуировочного нагревателя 11. Обработка (например, по методу паиме;ьших квадратов) зависимости (3) позволяет определить величины Р и у.Основные части предлагаемого калориметра (термостатированный коммутатор б и за 11- кнутая измерительная оболочка 2 с цсследуемым образцом 3) могут быть разнесены на произвольное расстояние Е. Это вместе с небольшими габаритами (максимальный размер оболочки может быть порядка 5 - :-10 л 1 л прц толщине 0,5 - : - 2 лл) измерительной оболочки 352 позволяет применять предлагаемый калориметр в исследованиях, требующих высокой локальности измерений, и вместе с тем проводимых в условцях, ограничивающих размеры применяемых в исследованиях устройств, Тц 4 О пцчными в этом смысле являОтся исследования, проводимые в активных зонах ядерных реакторов, па кобальтовых облучательных устройствах и т. д,45Формула изобретения1, Калориметр, содержащий термобатарею, равномерно расположенную по замкнутой измерительной оболочке, ограничивающей исследуемый объем, и подключенную к регистрирую 1 цему прибору соединительными проводами, отлцч ающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, калориметр снабжен коммутатором и дифференциальной термопарой с нагревателями, рабочие спаи которой размещены в выходных точках термобатареи, прн этом каждый из тсрмоэлсктродов дифференциальной термопары образован одним из соединительных проводов, псдключенных к коммутатор,2. Калориметр по и, 1, отл ичающийнагре размещены непосредственно у спасв дифференциальной тер моп ары.549692 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Кальве Э Прат А, Микрокалориметрия, из-во Иностранная литература, М., 1963 г., стр. 38, 48. Составитель А. Рудак Техред В. РыбакоКорректор И. Симкин сдактор О. Филипп ПодписпоССР 74 Тираж 829го комитета Совета Министразобретений и открытийРаушская наб., д, 4/5 аказ 280/95 ИП Тип. Харьк, фил. пред. Патент Изд.осударственн по делам Москва, Ж