Устройство для измерения температуропроводимости материалов

пг,е ОП ИСАЙИ В ИЗОБРЕТЕНИЯ Сбей Йббйаа Йокиалистических Республик(51) М. Кл.6 01 М 25/18 ием заявкис присоеди Государстееннын комите(43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень32 слета Министров СССРо делам изобретенийи открытий 088.8)(53) УД 5) Дата опуб ания описания 03.08.7(72) Авторы изобретени Динкель, В. Н, Зуев, Н, Д. Лужецкая и А. А, Пастухо 71) 3 аявител Пермский политехнический институ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИА В теплозовано дностн ее ме са 11. ьса осер енци, ко вре- тепгде тс Изкениерованн (маис)ток вр от тем ее нул коэфф Изобретение относится к области вых измерений и может быть исполь для исследования температуропрово материалов.Известно устройство, использующ тод мгновенного теплового импуль Метод мгновенного теплового импул новак на решении линейного дифф ального уравнения теплопроводности менительно к полуограниченному те гда на его конце в начальный моме мени действует мгновенный источни ла мощностью Яс,152 1/яд- температура при т=О,этой зависимости следует, что изме- температуры со временем в фиксиой точке проходит через максимум 2которому соответствует промежуемени т акс Если найти производную пературы по времени и приравнять ю, получим расчетное уравнение для щиента температуропроводности:аа=2 макс Таким образом, для определения а необходимо из опыта найти в фиксированной 30 точке время наступления максимума. Известные устройства, использующие данный перспективный метод, имеют низкую точность измерения из-за пологого характера изменения температуры вблизии ее максимального значения.Ближайшим к изобретению техническим решением является устройство для измерения температуропроводности, которое содержит датчик температуры, импульсный источник тепла, выход которого подключен через ключ и генератор импульсов к счетчику с индикацией и усилитель. Регистрация хода температуры от распространения импульса тепла по образцу производится термопарой, сигнал которой после прохождения усилителя подается на осциллограф. Осциллограф выполняет функцию счетчика времени и содержит ключи, генератор и индикацию. Осциллограммы снимаются фотокамерой.В этом устройстве применена вместо самописца фотокамера. После такой замены известное устройство все же остается громоздким и точность определения момента достижения максимума температуры низкой (из-за его пологости).Целью изобретения является повышение точности определения температуропроводности материалов и упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик температуры (например, термопара), помещенный в исследуемый материал, импульсный источник тепла, выход которого подключен через ключ и генератор импульсов к счетчику с индикацией и усилитель, введен совместно с блоком определения момента максимума температуры функциональный блок преобразования температуры, подключенный по входу к усилителю и по выходу - через блок определения момента максимума - к управляющему входу ключа,На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - график изменения напряжений в функциональном блоке,Устройство для измерения температуропроводности материалов содержит импульсный источник тепла 1, датчик температуры 2, помещенный в исследуемый материал, усилитель 3, функциональный блок 4, блок 5 определения момента максимума, ключ 6, генератор импульсов 7 и счетчик 8 с индикацией,Работает устройство следующим образом,При включении импульсного источника тепла 1 одновременно посылается тепловой импульс на датчик температуры 2, помещенный в исследуемый материал, и открывается ключ 6. Генератор 7 начинает посылать импульсы напряжения на счетчик 8 с индикацией и на индикаторном табло счетчика увеличивается число, начиная с нуля. Счетчик с индикацией может быть выполнен на интегральной микросхеме К 145 ИП 7 Б с ИВ(Н 1),Температура исследуемого материала, измеряемая датчиком (например, термопарой), на некотором расстоянии от источника тепла постепенно увеличивается, достигает максимального значения, а затем начинает падать. Напряжение, снимаемое с датчика температуры усиливается усилителем 3 (например, интегральной микросхемой 1 УТБ) и подается на функциональный блок 4. Функциональный блок может быть выполнен на одном полупроводниковом диоде.Фиг. 2 поясняет принцип работы функционального блока 4. При подаче на его вход плавно изменяющегося во времени напряжения У, на выходе этого блока на 10 15 20 30 35 40 45 50 пряжение Увыизменяется значительно резче и точное определение максимума уже не представляет трудностей. Кроме того, резкое изменение напряжения позволяет упростить блок 5 определения момента максимума. Он может быть выполнен на диоде и конденсаторе. В момент достижения максимального значения температуры блок определения момента максимума выдает сигнал на ключ 6 и закрывает его. При этом генератор 7 прекращает посылку импульсов на счетчик 8 с индикацией. На световом табло индикатора высвечивается цифра, пропорциональная температуропроводности исследуемого материала. Тарировка предлагаемого устройства осуществляется подбором частоты генератора, Предлагаемое устройство выполняется на интегральных микросхемах и имеет небольшие габаритные размеры и вес, Поэтому оно наиболее полезно при испытаниях материалов в полевых условиях.Таким образом, предлагаемое устройство выгодно отличается от известного устройства, так как его конструкция проще, а точность измерения температуропроводности выше за счет более точного определения момента достижения максимального значения температуры.Формула изобретенияУстройство для измерения температуропроводности материалов, содержащее датчик температуры, помещенный в исследуемый материал, импульсный источник тепла, выход которого подключен через ключ и генератор импульсов к счетчику с индикацией, и усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции, в него введен блок определения момента максимума температуры, функциональный блок преобразования температуры, вход которого подключен к упомянутому усилителю, а выход через блок определения момента максимума к управляющему входу ключа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Чудновский А. Ф, Теплофизические характеристики дисперсных материалов. Физматгиз, 1962.2. Харламов А. Г, Измерение теплопроводности твердых тел, М 1973, с. 102 в 1.1 ПО Типография, пр. Сапунова Изд.5Государственн по делам 3035, Москва 9го комитетизобретенийЖ, Рау Тираж 080 Подписноовета Министров СССРоткрытийая наб., д. 4/5