Устройство для определения теплофизических характеристик материалов

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЮТИЛЬСТВУ оо 894512(61) Дополнительное к авт. свид-ву- (22) Заявлено 2 б 0979 (21) 28434 б 9/18-25 с присоединением заявки йо(23)ПриорнтетОпубликовано 301281 Ь оялетень ЙЯ 48 Дата опубликования описания 30.1281 Р 1)М3 С 01 И 25/18 Государстаеещй комптет СССР по делам изобретений я открытий(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ2 Изобретение относится к теплофизическим измерениям, а точнее к устройствам, служащим для определениятеплофиэических характеристик материалов коэффициентов теплопроводности,температуропроводности. тепловойактивности и теплоемкости),Известны устройства для определения теплофизических характеристик материалов, в которых используются нагреватели и термометры сопротивления,выполненные из проволоки 1 .Известные устройства обладают значительной собственной теплоемкостью Ии инерционностью. Они сложны в изготовлении и обладают малой механической прочностью и износоустойчивостью,Наиболее близким к предлагаемомуяЭляется устройство для определения 20теплофизических характеристик материалов, в котором нагреватель вмененкз константановой проволоки диаметром 0,15 мм, намотанной на шаблоне,и склеен эпоксидным компаундом. Термометр сопротивления выполнен иэ медной проволоки диаметром 0,09 мм итакже проклеен эпоксидным компаундом,Общая толщина нагревателя и термометра сопротивления порядка 0,6-1,2 мм 2.,30 Применение подобного термопреобра,эователя вносит большую ошибку при определении теплофизических характеристик материалов за счет собственной теплоемкости и инерционности. При изготовлении более тонких нагревате-. лей н термометров сопротивления резко падает их механическая прочность и возрастает трудоемкость изготовления, Известные устройства с такими нагреваФ телями и термометрами сопротивления имеют небольшой срок службы и ненадежны в работе. Цель изобретения - .повышение точности и надежности, увеличение долговечности, а также упрощение изготовлен. ния устройств для определения теплофизических характеристик материалов,Эта цель достигается тем, что в устройстве для определения теплофизических характеристик материалов, включающем нагреватель и термометр -. сопротивления, нагреватель и термометр сопротивления выполнены из Фольги, наклеены на полиимидную плен ку с противоположных сторон, причем " нагреватель и термометр сопротивления выполнены в виде сетчатого круга и расположены соосно.В зависимости от используемогорешения и условий эксперимента нагреватель и термометр сопротивлениямогут быть одинаковых диаметров илиразличных, причем диаметр нагревателявсегда больше диаметра термометра соп-,ротивления,5При подаче напряжения питания нанагревателе происходит выделениетепла, при этом изменяется температура исследуемого материала и самогоустройства; Термометр сопротивления Оизмеряет температуру исследуемогоматериала в течение эксперимента.Далее ло данным измерения температурыв зависимости от времени, используясоответствующие Формулы, рассчитывают 1требуемые теплофизические характеристики исследуемого материала.На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.Термопреобразователь состоит из щподложки 1, например износостойкойпрочной пленки, выполненной иэ полиамида, на одну сторону которой нак+леена фольга из металла с малым температурным коэффициентом сопротивления ( ТКС), например, нихрома или коистантана, а на другую - Фольга иэметалла с большим ТКС, например ни"неля или меди. Толщина Фольги порядка 5-29 мкм.На фольге с малым ТЕС методом , ЗОПланарной технологии выполнен нагреватель 2, а на Фольге с большимТКС таким же образом выполнен термометр 3 сопротивления. Причем онирасположены соосно, имеют одинако", 35вую форму ( например, могут быть выполнены в виде круга одного и тогоже радиуса) .При необходимости, в зависимостиот применения нагреватель 2, термо" 4 Ометр .3 сопротивления или оба вместе покрываются иэносостойким защитным слоем 4,например Фторо ласто:вой эмульсией, Общая толщина устройства составляет 20-50 мкм.Устройство работает следующим об фразом,Создают контакт устройства с ис"следуемым материалом,(например, помещают в исследуемый сйпучий материал 1,термостатируют некоторое время (1- 5015 мин) и подают необходимое напряжение литания на нагреватель 2.При подаче на нагреватель 2 нап"ряжения питания происходит выделениетепла, при этом изменяется температура уиследуемого материала и самого устройства ( следовательно, и термометрасопротивления ). Термометр 3 сопротивления регистрирует это изменение:.температуры в зависимости от времени, Выделяемое нагревателем тепло практически зависит только от напря. жения питания, так как ТКС материала нагревателя очень мало. Далее по данным изменения температуры в зависимости от времени, используя соответствующие формулы, рассчитывают требуемые теплофизические характерис/ тики исследуемого материала.Погрешность определения тепло- физических характеристик, например, сыпучих материалов устройством составляет 3-5, в то время как при при применении известного устройства 7-10.Такое устройство просто в изготовлении и позволяет применять деше-, вую планарную технологию. За счет применения в термопреобразователе из-,- носостойкой прочной пленки и износостойкого покрытия повышается надеж- ность и увеличивается долговечность работы устройства для определения теплофизических характеристик материалов.Формула изобретения1. Устройство для определениятеплофиэических характеристик ма-териалов, включающее нагреватель и термометр сопротивления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, увеличения долговечности и упрощения ,изготовления, нагреватель и термометр сопротивления выполнены из фольги, наклеены на полиимидную пленку с противоположных сторон, причем нагреватель и термометр сопротивления выполнены в виде сетчатого круга одинакового диаметра и расположены соосноФ2 е Устройство по пе 1, О т л и ч а ю щ е е с я - тем, что нагреватель и термомето сопротивления выполнены различных диаметров, причем диаметр , нагревателя больше диаметра термометра сопротивления.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Морачевский И.И. Спектор Б,В., Рязанцев В.И. Метод и прибор для опре.деления теплофизических характерис" тик материалов без взятия пробы.-Тепло- и массоперенос." Минск, 1962, т. 1, с. 61-64.2. Серых Г.М Гергесов Б.А.Новый скоростной метод исследования теплофи.зических свойств сыпучих пищевых продуктов.-"Известия ВУЗОВ. Пищевая технология", 1976, Р 2. с.162 (прототип).894512 2/68 Тираж 910 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва,3-35, Раушская наб.,д.4/5 каэ 1 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель А.ХорцевРедактор Н.Гришанова Техред Т. Маточка Корректор А. Дзят