Устройство для определения тепло-проводности материалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С ТИЯЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл,С 01 М 25/18 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретенияуь й ни верйЬт евский ордена Ленина государственныим. Т.Г.Шевченко 1) Заявитель ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИ ОСТИ МАТЕРИАЛ 54 ) УСТРОЙСТ ТЕПЛОПРО Изобретение относится к технике исследования или анализа материапов путем измерения теплопроводности и может быть использовано, в частности в электронике для отбраковки радиаторов полупроводниковых приборовИзвестно устройство для определения коэффициента теплопроводности материалов, содержащее два блока иэ высокотеплопроводного материала для подвода и отвода тепла от образца. Блоки приведены в контакт с разноименными спаями термоэлектрической батареи, выполнякщнми роль генераторов и стоков тепла 1115Недостатком этого устройства являся то, что оно не дает воэможностивлять на радиаторах участки с заниженной теплопроводностью (наличие таких участков приводит к локапьным перегревам электронных приборов). Кроме того, устройства-аналоги обеспечивают точность измерения в 10- 30 при условии, что торцы теплопроводов сильно сжимают радиатор, обвспв-.чивая тепловой контакт. Механическое сжатие недопустимо, если радиатор хрупкий (например из окиси бврилия).,наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения теплопроводности материалов, содержащее нагреватель, тепломер и дифференциальные термопары, Оно снабжено двумя блоками из изоляционного термостойкого материала с вмонтированныьы в них дифференциальными термопарами, соединенными последовательно, горячие спаи которых образуют контактные поверхности, примыкающие с обеих сторон к исследуемому образцу, например пленке 121.Однако несмотря на высокую чувствительность устройства, обусловленную набором большого числа термопар, оно не обеспечивает определение неоднородных по теплопроводности участков иэ-за того, что измеряется температура, усредненная по площади образца, Кроме того, устройство дает большую сшибку при измерении теплопроводности хрупких изделий. Радиаторы,. например при массовом производстве, не плоскопараллельные. В связи с тем, что они изготовлены из высокотеппопроводных материалов, неплотное припвгание радиатора к одному из блоков дает сшибку в измерении теплопроводности в 50-100 уже при .щели в 10 15 мк, Поэтому устройство пригодно для испытания тех объектов, которыемогут легко деформироваться под давлением- блоков (например полимерные пленки).Цель изобретения - повышение точ.ности определения неоднородных но теплопроводности участков образцов.Указанная цель достигается твм, что торцы нагревателя и холодильника сйабжены пазаьы, параллельными направлению теплового потока по сеткам, внутри нагревателя и холодильника расположено по одному коаксиальному трубопроводу жидкого теплоносителя, по оси трубопровода пропущен шток с конической насадкой на конце, термопары растянуты подобно струнам перпендикулярно направлению теплового потока на.сканирующем устройстве, а плоские Ыайилляры, образованные удаленными друг от друга и от торцов плоскими поверхностями радиатора и эталона, заполнены жидким теплоносителем.Пазы торцов нагревателя и холодильника предотвращают уравнивание температуры соседних участков образца эа счет радиальной теплопроводности, следствием этого является увеличение разрешакзцей способности устройства к обнаружению неоднородных участков радиатора.Наличие коаксиального трубопровода со штоком с конической насадкой на конце позволяет уравнивать температуру центрапьных и периферийных областей торцов путем передвижения штока вдоль оси трубопровода (необходимое условие обнаружения неоднородных участков - плоский температурный фронт).Растяжка термопар на сканирующем устройстве позволяет сканировать спаями в щелевых капиллярах и определять тврмоградиент в различных участках радиатора.Заполнение щелевых капилляров жидким теплоносителем уменьшает твплосопротивление щелевых капилляров, в которых сканируют спаи термопар (за счет этого возрастает чувствительность устройства к нахождению неоднородных участков).На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид в разрезе; на Фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1.Устройство содержит нагреватель 1,холодильник 2, торцы 3 и 4 холодильника и нагревателя соответственно, радиатор, эталон (не показаны), спаи 5 дифференциальных термопар, распилы 6 торцов, коаксиальный тру.бопровод 7, линию 8 тока жидкого теплоносителя, шток 9, коническую насадку. 10, термопары 11, сканирующее устройство 12 н плоские капилляры 13,Устройство работает следующим образом.Через трубопровод 7 нагнетаетсяжидкий теплоноситель. Теплоносительомывает торец 4 с внутренней стороны и выходит из нагревателя 1 (линиитока показаны стрелками 8). Аналогично устроен холодильник 2. По немуциркулирует теплоноситель с меньшейтемпературой, чем нагревателе 1. Первоначально на месте радиатора устанавливают второй эталон (не показано). Спаи 5 термопар 11 колеблютсявдоль диаметра эталона с помощьюсканирующего устройства 12. Передвигая штоки в нагревателе и холодильнике, уравнивают температуры центральных и периферийных областей на 15 каждом торце. Затем верхний эталонзаменяют исследуемым радиатором. Спомощью сканирующего устройства итермопар последовательно измеряютградиент температуры на эталоне и ра О диаторе во всех участках. Сравниваяградиенты температур ва радиатореи эталоне, находят теплопроводностьрадиатора в различных его участках,Устройство позволяет определятьтеплопроводность хрупких Радиаторови находить нводнородные по твплопроводности участки. от друга и от торцов плоскими поверх,ностями радиатора .и этапона, запол 55 нены жидким теплоносителем. ЗО 35 40 45 формула изобретенияУстройство для определения теплонроводности материалов, содержащее нагреватель и холодильник, между торцов которых расположены цилиндрические образец, например радиатор попупроводникового прибора и эталон со спаяна дифференциальных термопар на их плоских поверхностях, о т л ич а ю щ в е с я тем, что, с целью повышения точности определения неоднородных по теплопроводности участков, торцы нагревателя и холодильника снабжены пазавв, параплельными направлению теплового потока по сеткам, внутри нагревателя и холодильника расположено по одному коаксиальному трубопроводу жидкого теплоносителя, по оси трубопровода пропущен: шток с конической насадкой на конце,тврмопары растянуты перпендикулярно направлению теплового потока на сканирующем устройстве, а плоские капилляры, образованные удаленными друг Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 463048 у кл. 6 01 й 25/18, 1975.2, Авторское свидетельство СССР9 274419, клО 01 й 25/18, 1970