Устройство для определения коэффициента теплопроводности

 

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для экспресс-анализа влагосодержания технологических материалов , например агломератных масс, при производстве химических источников тока. Цель изобретения - сокращение длительности процесса определения искомого параметра. .Устройство содержит мостовую схему, смежные плечи которой образованы измерит ельным и компенсационным термочувствительными датчиками-и регулируемыми резисторами, к питающему входу мостовой схемы подключены последовательно соединенные ключ Источник постоянного напряжения, (Л С 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК р 4 6 01 N 25/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3861403/24-25

° (22) 29.12.84 (46) 30.06.86. Бюл. № 24 (71) Краснодарское отделение Всесоюзного ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательского института источников тока (72) В.П.Масягин, Ю.М.Шевченко и А.С.Нагайкин (53) 536.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 302656, кл. G 01 И 25/18, 1970.

Дмитренко В.Е. и др. Метод исследования кинетики реакций полимеризации, основанный на импульсных измерениях тепловой активности. Высокомолекулярные соединения, (А) XVI

¹ 6, 1974. м80„„1241116 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ (57) Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для экспресс-анализа влагосодержания технологических материалов, например агломератных масс., при производстве химических источников тока. Цель изобретения— сокращение длительности процесса определения искомого параметра. . Устройство содержит мостовую схему, смежные плечи которой образованы измерительным и компенсационным термочувствительными датчиками.и регулируемыми резисторами, к питающему входу мостовой схемы подключены последовательно соединенные ключ, источник постоянного напряжения, 1241116 транзисторный ключ, управляемый. генератором прямоугольных импульсов через импульсный трансформатор, развязывающий транзисторный ключ от шины нулевого потенциала, дифференциальный усилитель. В устройство введены интегратор, первый, второй и третий пороговые блоки, первый и второй блоки запоминания, блок цифрового отсчета, причем выход генератора прямоугольных импульсов соединен с входом интегратора, выход которого подключФн к входам первого, второго и третьего пороговых .блоков, выходы первого и второго пороговых

Изобретение относится-к теплофизическим измерениям и может быть использовано для экспресс-анализа влагосодержания технологических материалов, например, агломератных масс при производстве химических источников тока.

Цель изобретения — сокращение длительности процесса определения искомого параметра. 10

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство состоит из мостовой схемы 1, смежные плечи которой образованы измерительным 2 и компенсаци- 15 онным 3 термочувствительными датчиками и. регулируемыми резисторами 4, к питающему входу мостовой схемы 1 подключены последовательно соединенные источник 5 постоянного напряже- 20 ния, ключ 6, управляемый генератором

7 прямоугольных импульсов через импульсный трансформатор 8, развяэывающий транзисторный ключ 9 от шины

10 нулевого потенциала, интегратора 25

1 1, вход которого соединен с выходом генератора 7 прямоугольных импульсов, а выход подключен к входам первого

12, второго 13 и третьего 14 пороговых блоков, выходы первого 12 и вто- 30 рого 13 пороговых блоков подключены к соответствующим управляющим входам первого 15 и второго 16 блоков памя-, блоков подключены к соответствующим управляющим входам первого и второго блоков запоминания, а выход третьего порогового блока подключен к запускающему входч блока цифрового отсчета, измерительный вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, входы которого подключены к соответствующим входам первого и второго блоков запоминания, входы

-которых соединены с измерительным выходом мостовой схемы, у которой средняя точкаплеча скомпенсационным термочувствительным датчикомсоединена с шинойнулевого потенциала1 ил.

2 ти, выход третьего порогового блока.14 подключен к выходу дифференциального( усилителя 17 через блок 18 цифрового отсчета. Выходы дифференциального усилителя подключены к соответствующим выходам первого 15 и второго 16 блоков запоминания, входы которых соединены с измерительным выходом мостовой схемы 1, у которой средняя точка плеча с компенсационным термочувствительным датчиком 3 соединена с шиной 10 нулевого потенциала.

Устройство работает следующим образом.

Компенсационный термочувствительный датчик 3 постоянно находится в контакте с эталонной средой, а изме- ° рительный термочувствительный датчик

2 вначале помещается в среду с известной теплопроводностью g ., В исо ходном состоянии, при отсутствии управляющих сигналов высокого уровня на выходах первого 12, второго

13 и третьего 14 пороговых блоков, первый 15 и второй 16 блоки памяти функционируют как повторители напряжения с коэффициентом передачи равным единице, а блок цифрового отсчета 18 находится в ждущем режиме.

При замыкании ключа 6 напряжение от источника 5 постоянного напряжения поступает на питающий вход мостовой схемы 1 в тот момент времени, 1241116 4 производится баланс мостовой схемы 1 изменением сопротивлений R, К при прочих неизменных условиях и считывается сопротивление R" для исслеl дуемой среды. Тогда, из условия баланса мостовой схемы 1, в известной и исследуемой средах (R )з = S (Rll)ç о !!

О когда транзисторный ключ 9, управляемый генератором 7 прямоугольных импульсов через импульсный трансформатор 8, находится в открытом состоя нии. Формируемое таким образом прямо угольное импульсное напряжение вызывает нагрев импульсного 2 и компенса ционных термочувствительных Э датчиков. При этом на измерительном выходе мостовой схемы 1 образуется напряжение разбаланса, содержащее постоянную составляющую напряжения и составляющую напряжения, изменяющуюся во времени.

Одновременно прямоугольное импульсное напряжение с генератора 7 прямоугольных импульсов преобразуется интегратором 11 в пилообразное напряжение, которое, поступая на входы пороговых блоков 12-14 заставляет их срабатывать при превышении пилообразным напряжением соответствующих пороговых напряжений Б

Ul4, в моменты времени,, t,, t, .

При этом на выходах пороговых блоков 12-14 образуются управляющие сигналы высокого уровня. В момент времени t образующийся на выходе порогового блока 12 управляющий сигнал высокого уровня переводит блок 15 памяти из исходного состояния в режим хранения входного напряжения, которое сохраняется до конца прямоугольного импульса.

Аналогично, в момент времени t,, образующийся на выходе порогового блока 13 управляющий сигнал высокого уровня переводит блок 16 памяти из исходного состояния в режим хранения входного напряжения, которое сохраняется до конца прямоугольного импульса.

В момент времени t, образующийся на выходе порогового блока 14 управляющий сигнал высокого уровня запускает блок 18 цифрового отсчета, измеряющий со своим знаком разность напряжений, запомненных в моменты времени t< и t2 H o 1l loll1Hx ll H Bb!XO» де дифференциального усилителя 17.

Измеренное напряжение разбаланса мостовой схемы 1 приводится к нулю регулируемыми резисторами 4, и считывается значение сопротивления К для известной среды. Затем измерйтельный термочувствительный датчик 2 переносится в исследуемую среду с определяемой теплопроводностью определяется теплопроводность исследуемой среды.

Техническая эффективность заключается в том, что балансировка мосто15 вой схемы устройства осуществляется только по изменяющейся в течение импульса составляющей напряжения, причем сокращается время балансировки и по этой составляющей, что позволя2О ет уменьшить время определения искомого параметра для всего устройства.

Так, например, в прототипе при напряжении 10В источника постоянного напряжения, сопротивлении резисторов

25 Rl,R равном 100 Ом, сопротивлении резисторов R, R4 равном нулю, сопротивлении измерительного и компенсационного термочувствительных датчиков равном 100 10 Ом при 20 С, постоянная составляющая напряжения разбаланса составляет более 500 мВ.

При длительности прямоугольного импульса 4 с, скважности 20 для балансировки постоянной составляющей

35 напряжения с точностью 1 мВ в течение трех импульсов необходимо затратить более 4 мин, а учитывая, что для стандартного осциллографа переход от чувствительности 500 мВ/дел

4О до 1 мВ/дел составляет девять преде лов, время балансировки постоянной составляющей напряжения еще более возрастает.

Из зависимости процесса баланси 45 ровки по изменяющейся в течение импульса составляющей напряжения от ве:личины постоянной составляющей напряжения разбаланса следует, что исключение балансировки по постоянной

5О составляющей напряжения позволяет уменьшить время, затрачиваемое на балансировку по изменяющейся в течение импульса составляющей напряжения . разбаланса.

55 Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет исключить время, затрачиваемое на балансировку мостовой схемы устройства

1241116

Составитель В.Гусева

Редактор И.Касарда Техред Я.блейиик Корректор Е.Снрохман

Заказ 3481/38 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

По делам изобретений и открытий

113035 ° Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д. 4/5 .

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 по постоянной составляющей напряжения,.и уменьшить время, затрачивае-. мое на балансировку мостовой схемы устройства по изменяющейся в течение импульса составляющей. напряжения, что уменьшает время определения искомого параметра устройства в целом.

Формула из о бре тения 10

Устройство для определения коэффициента теплопроводности, содержащее мостовую схему, смежные плечи которой образованы измерительным и 15 компенсационным термочувствительными датчиками и регулируемыми резисторами, к питающему входу мостовой схемы подключены последовательно соединенные ключ, источник постоянного на- . 20 пряжения, управляемый генератором прямоугольных импульсов через импульсный трансформатор, развязывающнй транзисторный ключ от шины нулевого потенциала, дифференциальный усилитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения длительности определения, в него введены интегратор, первый, второй и третий пороговые блоки, первый и второй блоки памяти, блок цифрового отсчета и дифференциальный усилитель, причем выход генератора прямоуГольных импульсов. соединен с входом интегратора, выход которого подключен к входам первого, второго и третьего пороговых блоков, выходы первого и второго порогоВых блоков подключены к соответствующим управляющим входам первого и второго блоков запоминания, а выход третьего порогового блока подключен к запускающему входу блока цифрового отсчета, измерительный вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, входы которого подключены к соответствующим выходам первого и второго блоков запоминания„ входы которых соединены с измерительным выходом мостовой схемы, у кото рой средняя точка плеча с компенсационным термочувствительным датчиком соединена с шиной нулевого потенциала.