ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
в)
На рис. 3.11, а показано размещение нагревателя и основной термобатареи на поверхности тепло-
изоляционной подложки. Термопары 8 и 9,
10 и 11, расположены в канавках термоизолятора симметрично относительно линии нагревателя. Ос-
новная термобатарея предназначена для получения информации о температурно-временных изменениях
в плоскости контакта измерительной головки термозонда с исследуемым объектом.
На рис. 3.11, б показано размещение вспомогательной дифференциальной термобатареи на нормали
к линии нагревателя в плоскости Z0Y, проходящей через линию нагревателя и перпендикулярной кон-
тактной плоскости измерительной головки. В плоскости Z0Y дополнительно помещают на нормали к
линии нагревателя вспомогательную дифференциальную термопару, состоящую из термопар 12 и 13.
Термопары 12 и 13 помещают на нормали внутри подложки на заданных расстояниях (например, 0,5…1
мм) соответственно от контактной и противоположной ей поверхности подложки. Вспомогательные
термобатарея и дифференциальная термопара служат для контроля температурных перепадов внутри
подложки измерительной головки термозонда перед началом проведения очередного измерения, так как
температура подложки изменяется при неоднократном тепловом воздействии нагревателя на подложку
в процессе измерений.
Термопары основной термобатареи и вспомогательных термобатарей и дифференциальной термо-
пары расположены на расстоянии, определяемом с учетом теплофизических свойств материала подлож-
ки измерительной головки термозонда, геометрических размеров подложки.
Холодные спаи всех термопар и выводы нагревателя припаиваются к разъему 14, который с помо-
щью винта 15 крепится к измерительной головке. На винт 15 помещена пружина 16, которая обеспечи-
вает постоянное натяжение термопар и нагревателя на контактной поверхности измерительной головки.
На рис. 3.11, в представлено соединение термопар в основной и вспомогательной термобатареях.
Принцип действия термозонда заключается в следующем. Перед проведением очередного теплофи-
зического измерения термозонд помещается на вспомогательный образец из теплоизоляционного мате-
риала, по своим свойствам близкого к материалу, из которого изготовлена подложка термозонда. Тем-
пература подложки термозонда изменяется в результате воздействия температуры окружающей среды и
аккумулированного тепла в измерительной головке термозонда при неоднократном тепловом воздейст-
вии нагревателя термозонда, поэтому с помощью MС осуществляется контроль перепадов температур
∆Т
1
и ∆Т
2
соответственно в X0Y и Z0Y плоскостях подложки измерительной головки термозонда основ-
ной термобатареей и дифференциальной термопарой. При помощи коммутирующего устройства 17 по-
очередно информационные сигналы о перепадах температур в подложке термозонда ∆Т
1
и ∆Т
2
посту-
пают в МС 18, где программными средствами по заданному алгоритму выполняется выполнение усло-
вий ∆Т
1
< ε, ∆Т
2
< ε, где ε – заданная величина, определяющая момент уравнивания температурных пе-
репадов термозонда. Как показывает практика, значение ε целесообразно задавать в диапазоне от 0,1 до
0,3 °С, так как при таких значениях ε ТФС исследуемых материалов определяется с допустимой для
практики погрешностью.
В традиционных методах определение ТФС осуществляется при длительном термостатировании
образца, так как теплообмен происходит только через одну грань подложки термозонда. В предложен-
ном методе при помещении термозонда на вспомогательный образец перераспределение (уравнивание)
тепла внутри подложки произойдет быстрее, чем охлаждение до температуры окружающей среды толь-
ко через одну контактную поверхность термозонда. В среднем процесс термостатирования в системе
термозонд – исследуемый материал занимает 10 – 30 мин, а в предлагаемом термостабилизации в под-
ложке наступает в течение 2 – 3 мин. Следовательно, производительность проведения измерения воз-
растает в 5 –
10 раз. Кроме того, определяемая усредненная температура ∆Т
ср
подложки термозонда хранится в опе-
ративном запоминающем устройстве (ОЗУ) MС для последующего использования в коррекции матема-
тической модели тепловых процессов в системе «Термозонд – исследуемый образец».
При выполнении условий ∆Т
1
< ε, ∆Т
2
< ε в MC осуществляется индикация сигнала готовности тер-
мозонда к проведению теплофизического измерения, т.е. фиксируется момент термостабилизации в
подложке термозонда. Для проведения измерения термозонд помещается на исследуемый материал.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- …
- следующая ›
- последняя »
