Термоиндикаторный состав

(54) ТЕРМОИНДИКАТОРНЫЙ СОСТАВ Изобретение относится к термометрии и мо.жет быть использовано для измерения температуры в локализованном пространстве обьема, например в теплотехнике.Известен состав термоиндикатора плавления, включающий полибутилметакрилат, термочувствительное вещество, органический растворитель и полифенилметилсилоксан. Термочувствительное вещество выбирают иэ класса солей неор. ганических кислот, Все компоненты смешивают. в указанном соотношении и наносят на объект тонким слоем. Высушенный слой индуцирует температуру по оптическому изменению в слое 111Недостатком этого состава является невозможность получать распределение температуры в объеме, например, в процессах конвективио. го теиломассообмена или теплопередачн.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является термоиндикаторный состав, вкщочаю щий термочувствительное вещество и воду 2,Однако применение известного состава для термоинднкации в объеме вообще невозможно,так как он не прозрачен и увидеть изменениеокраски на глубине более 1 см невозможно,Кроме того, для того, чтобы применить этотматериал для визуализации в объеме, объемнеобходимо заполнить им в оптически одно.з родном состоянии, что затруднительно,Цель изобретения - выявление изотермических слоев в объеме в интервале температур 10 - 00 СПоставленная цель достигается тем, что тер.моиндикаторньщ состав, включающий термочувствительное вещество и воду, содержит вкачестве термочувствительного вещества окси зтилированные производные обшей формулы 3восн сн ) ов,где в5-20,а - СНпи - ; СН СО; Снд,+,ЗО при и 9-18,й -Н -СНзили нх смесь при следующем,соотношенииСостав готовят следующим образом.виде раствора300 мл состава, включающего 4,5 млС, Н (ОСН СН ) ОН и 295,5 мл воды, заливают в стеклянный стакан и греют на электро.плитке, На протяжении всего времени нагрева наблюдают за раствором. При этом пока весь объем стакана не примет температуру 52+0,5 С, видно, где и в какой момент времени раствор прогрелся до 52 С, как происходит естественное перемешивание раствора и контрастно фиксируются зоны с температурой выше и ниже 52 С.Процесс нагрева можно фотографировать. Ана.логично можно наблюдать эа процессом охлаждения, если раствор был прогрет выше 52 С.2. В виде геля.В стеклянную кювету иэ прозрачного стекларазмером 30 х 20 х 10 см заливают горячий состав, включающий 5 мл С 9 ЦСН 4(ОСН СН ) ОН, 25 г агар - агара и 470 мл воды, охлаждают до комнатной температуры и получают прозрачный гель с толщиной слоя около 8,5 см. Кювету 35с гелем помещают в камеру СВЧ печи типа "Электроника", включают печь при отключенном смесителе СВЧ поля и после прогрева в течение экспериментально выбранного времени кювету 40вынимают и устанавливают на черный фон, фотографируют температурный рельеф с изотермической поверхностью в 38,5+0,2 С. Температур.ный рельеф соответствует объемному распределению СВЧ поля в камере. печи. 45Поскольку на свойства термоиндикаторногосостава влияют качество воды, ее солевой сос.тав и органические загрязнения, то необходимо применять дистиллированную воду и неорганические соли (регуляторы температуры) квалификации йе ниже химических чистых.Примеры конкретного выполнения термоиндикаторного состава представлены в таблице. 3 85Термочувствительное:вещество 05 - 5,0Вода ОстальноеТермоиндикаторньа состав может дополнительно содержать агар - агар и/или желатин в количестве 0,5 - 5,0 вес.% и регулятор температуры, выбранный из группы, включающей 1 чаС 1, Ма 80, КВг в количестве 0,6 - 10,0 вес.%.Измерение объемного распределения температуры производится следующим образом.В качестве термоиндикаторного состава нри. менен раствор или гель, прозрачный и бесцветный до критической температуры и молочно- белого цвета вйше критической. Если этот состав поместить в исследуемый объем, в котором необходимо визуализировать поверхностные иэотермы, то раствор, принимая температу. ру в соответствии с ее объемным распределением, в местах выше критической будет непрозрачный белый, а в местах ниже критичес. кой - прозрачный, Наблюдая за прозрачностью в каждой точке объема, однозначно определяют изотермические поверхности.Основные свойства, которые должны быть присущи термоиндикаторам для визуализации поверхностных изотерм в объеме - это высокая прозрачность и бесцветность при одних температурах и появление цвета при других, причем это свойство должно проявляться в объеме состава. Так как наблюдение температурного рельефа в объеме всегда должно осуществлять. ся через прозрачный термоиндикаторный состав, то используют состав, прозрачный при низких температурах и окрашенный при высокой температуре, Этот состав предпочтительнее использовать в тех случаях, когда температура в середине объема выше, чем на периферии.Кроме того, состав обладает рядом спеддфическнх свойств в зависимости от конкретных условий визуализациию Так, например, для визуализации изотермических поверхностей в объеме при тепломассообмене, состав должеть быть текучим, поэтому его применяют в виде раствора, и наоборот, при визуализации температурного рельефа при теплонередаче состав не должен быть текучим н его применяют в виде геля, добавляя агар - агар и/или желатин. Для предлагаемых составов применяют желатин марки "фото" и агар - агар для биологических целей, дополнительно очищенный с активирован. ным углем.Регулятор температуры вводят в состав с целью удобства его применения, Индивидуаль. 7199 4ные оксиэтилироваиные производные имеюточень четкие и для каждого производного конкретные температуры помутнения, Для приго.товления состава с заданной температурой реа.гирования не всегда имеются необходимыеоксиэтилированные производные. Поэтому поч.ти всегда температуру реагирования составанеобходимо подгонять. Регулировку температурыреагирования можно достичь двумя путями: 10 во - первых, путем применения регулятора температуры, во - вторых, применяя смеси окси.этилированных производных.Коли- Регулятор Гелеобразовачест. тель во,гформу коли- назва- ков.ла чест- ние честно,Количество воды,Термочувствительная химическая формула Криш кая температураС 96,5 СН СН (ОСНСН) ОН 0,5+05 0,5 77,5 +0,2 0,75 0,75 С Н, (ОСН СН 2)ОН Таким образом, предлагаемый состав дает возможноств измерять и визуализировать не только изотермы на поверхности, но и изотермические поверхности в объеме в процессах теплопередачи н теплопроводности. Это может 990 С( Н (ОСН Гнх 1 гОН 985 С,Ц Н 2 (ОСН 2 СНг) ОН98,2 СН 2(ОСНрСНз) оОНС 9 Н(ОСН,СН,),. ОН96,0 С 9 Н(ОСНСН 2)ООНС 99(ОСН 2 СН,)5 ОН98,5 С.(ОН 21(ОСН 2 СН 2)о ОН быть использовано при разработке и натурных55испытаниях различной нагревательнои аппаратурыи оборудования. Состав можно многократноприменять, что имеет большие преимуществапри массовом контроле изделий в дефектоскопии.857199 10 Составитель О. ОболенскаяРедактор Г, Волкова Техред А, Ач Корректор М. ДемчнкПодписное Заказ 7143/40 Тираж 684ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Формула изобретения 1. Термоиидикаторный состав, включающий термочувствительное вещество и воду, о т л ич а ю щ и Й с я тем, что, с целью выявления иэотермическнх слоев в обьеме винтервале температур 10-100 С, он содержит в качестве термочувствительного вещества оксиэтилнрованные производные общей формулы 11-(ОСНдСН )РДгде гр - 5-2 О,В СНьн-С Ни РОСННнфпри и 9 - 18,й,= -и; -Сйзили нх смесь прн следующем соотношениикомпонентов, вес.%: Термочувствительноевещество 0,5-5,0Вода Остальное2. Состав по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он дополнительно содержитагар - агар н/нли желатин в количестве 0,5 -5,0 вес.%.3, Состав по п. 1, о т л н ч а ю щ и йс я тем, что он дополнительно содержит регулятор температуры, выбранный из группы,включающей йаС, Ма 30, КВг в количестве0,6 - 10,0 вес,%.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 621709,кл, С 09 О 5/26, 1976.2, Авторское свидетельство СССР й 531835,кл. С 09 О 5/26, 1974 (прототип).