Способ определения теплопроводности твердого тела активным методом теплового неразрушающего контроля

Авторы патента:

Игонин Владимир Иванович (RU)

Карпов Денис Федорович (RU)

Синицын Антон Александрович (RU)

Павлов Михаил Васильевич (RU)

G01N25/18 - путем определения коэффициента теплопроводности (с помощью калориметрических измерений G01N 25/20; путем измерения сопротивления электрически нагреваемого тела G01N 27/18)

Владельцы патента RU 2488102:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) (RU)

Изобретение относится к стационарным способам определения теплопроводности плоских однослойных конструкций и может быть использовано в строительстве и теплоэнергетике. Сущность заявленного способа заключается в формировании требуемого теплового режима твердого тела бесконтактным односторонним неразрушающим тепловым воздействием на поверхность последнего с помощью источника инфракрасного излучения в лабораторно-экспериментальных условиях. Момент наступления стационарного теплового режима твердого тела устанавливают аналитическим методом. При достижении стационарного теплового режима температурные поля поверхностей твердого тела одновременно регистрируют с помощью бесконтактного измерителя температуры и зеркального отражателя, в поле зрения которого попадает задняя поверхность твердого тела. Плотность теплового потока, идущего в направлении к лицевой поверхности твердого тела от источника инфракрасного излучения, фиксируют тепломером, установленным на лицевой поверхности исследуемого твердого тела. Экспериментально-расчетное определение коэффициента теплопроводности твердого тела производят в зоне стационарного теплового режима по уравнению теплопроводности для плоской пластины. Технический результат: повышение точности измерений коэффициента теплопроводности. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к стационарным способам определения теплопроводности плоских однослойных конструкций. Разработанный способ может применяться в строительстве и теплоэнергетике при проведении тепловых испытаний однородных и неоднородных строительных объектов, теплопроводных и теплоизоляционных материалов.

Способ включает бесконтактное одностороннее неразрушающее тепловое воздействие на исследуемое твердое тело с помощью источника инфракрасного излучения, аналитическое установление момента наступления стационарного теплового режима твердого тела, регистрацию температурных полей лицевой и задней поверхностей твердого тела с помощью бесконтактного измерителя температуры, нахождение тепломером плотности теплового потока, идущего в направлении к лицевой поверхности твердого тела от источника инфракрасного излучения, экспериментально-расчетное определение коэффициента теплопроводности твердого тела по уравнению теплопроводности для плоской пластины при стационарном тепловом режиме.

Известен способ определения теплопроводности строительных материалов и изделий, заключающийся в создании стационарного теплового потока, проходящего через плоский образец определенной толщины и направленного перпендикулярно к лицевым (наибольшим) граням образца. По данным измерений плотности теплового потока и разности температур противоположных лицевых граней находят термическое сопротивление образца. Коэффициент теплопроводности рассчитывают как отношение толщины образца к разности термических сопротивлений образца и пространств между лицевыми гранями образца и рабочими поверхностями плит прибора [ГОСТ 7076-99. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме. - Взамен ГОСТ 7076-87; Введ. 01.04.2000. - М., 2000 - 12 с.].

К недостаткам рассмотренного способа следует отнести трудности, связанные с учетом термических сопротивлений, возникающих в местах контакта образца с поверхностями нагревателя и холодильника. Требуемое число образцов составляет не менее пяти, их форма и размеры должны соответствовать геометрическим параметрам поверхностей плит измерительного устройства. Кроме того, датчики температур, расположенные на рабочих поверхностях плит нагревателя и холодильника, измеряют температуру образца локально, частично описывая тепловое состояние поверхностей исследуемого тела, что является недопустимым при изучении теплопроводности неоднородных конструкций.

Известен способ теплового неразрушающего контроля теплофизических характеристик твердых материалов, включающий в себя многократное импульсное тепловое воздействие на теплоизолированную поверхность исследуемого материала и регистрацию частоты следования тепловых импульсов, подаваемых в моменты наступления заданных соотношений температур в двух контрольных точках поверхности тела. Для реализации рассматриваемого способа твердый материал выполнен в форме круга, где в центре и на окружности закреплены термодатчики, регистрирующие температуру тела при его импульсном нагревании. По одной из заявленных формул рассчитывают коэффициент теплопроводности твердого материала [Патент РФ 2184954, кл. G01N 25/18, 2002].

Недостатком данного способа является сложность исполнения теплофизического эксперимента в виду его нестационарности. Основная трудность возникает в регистрации моментов наступления заданных соотношений температур в двух контрольных точках материала по причине непрерывного изменения температурного поля. Дополнительно усложняет способ этап обработки полученных результатов, включающий расчет числа подаваемых импульсов, частоты их следования и т.п., а также само уравнение, которое является нетривиальным по своей форме.

Наиболее близким способом к заявленному изобретению является способ неразрушающего контроля комплекса теплофизических характеристик твердых строительных материалов, который включает измерение температуры и плотности теплового потока на исследуемой поверхности ограждающей конструкции здания посредством установки датчиков измерения температуры на внутреннюю и наружную поверхности ограждающей конструкции здания и датчика измерения теплового потока - на ее наружную поверхность. Данные измерений заносятся в электронный блок памяти, затем по известным математическим зависимостям определяют комплекс теплофизических характеристик ограждающей конструкции здания, к которым также относится коэффициент теплопроводности [Патент РФ 2421711, кл. G01N 25/00, 2011].

Недостатком данного способа является локальное нахождение температур поверхностей строительного материала, которое ограничивает область применения способа только для изучения однородных строительных конструкций. Процесс определения теплопроводности ограждающей конструкции здания происходит в реальных условиях, которые по своей сути являются неуправляемыми и непостоянными. Это может привести к грубым погрешностям в исследовании теплопроводных свойств материала. Кроме того, реальная конструкция имеет соответствующие габариты, которые технически усложняют организацию и проведение наблюдений, а также могут нарушить синхронность самих измерений. Недостаточно проработаны условия и время выхода твердого строительного материала на стационарный тепловой режим с максимальной плотностью теплового потока и постоянными температурами поверхностей.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение измерений коэффициента теплопроводности твердого тела активным методом теплового неразрушающего контроля при стационарном тепловом режиме, расширение границ его применения на исследование теплопроводных свойств неоднородных однослойных конструкций.

Поставленная цель достигается тем, что формирование требуемого теплового режима твердого тела осуществляют бесконтактным односторонним неразрушающим тепловым воздействием на поверхность последнего с помощью источника инфракрасного излучения в лабораторно-экспериментальных условиях. Момент наступления стационарного теплового режима твердого тела устанавливают аналитическим методом. При достижении стационарного теплового режима температурные поля поверхностей твердого тела одновременно регистрируют с помощью бесконтактного измерителя температуры и зеркального отражателя, в поле зрения которого попадает задняя поверхность твердого тела. Плотность теплового потока, идущего в направлении к лицевой поверхности твердого тела от источника инфракрасного излучения, фиксируют тепломером, установленным на лицевой поверхности исследуемого твердого тела. Экспериментально-расчетное определение коэффициента теплопроводности твердого тела производят в зоне стационарного теплового режима по уравнению теплопроводности для плоской пластины.

На фиг.1 показана принципиальная схема реализации способа.

На фиг.2 показана реализация заявленного способа определения теплопроводности твердого тела на примере силикатного кирпича.

На фиг.3 показаны некоторые результаты бесконтактного одностороннего неразрушающего теплового контроля температурных полей лицевой и задней поверхностей силикатного кирпича.

Источник инфракрасного излучения 1 зафиксирован на вращающемся механизме с углом поворота 90° (фиг.1). Исследуемое твердое тело 2 в форме параллелепипеда толщиной δ расположено на расстоянии h от источника инфракрасного излучения 1 при условии h≤5δ. Центральная ось излучателя 1 и твердого тела 2 совпадают. На лицевой поверхности твердого тела 2 при x=0 закреплен преобразователь плотности теплового потока 3, подключенный к измерителю плотности теплового потока (далее ИПТП) тепломера (условно не показан). Последний регистрирует плотность теплового потока q, идущего от источника инфракрасного излучения 1. Зеркальный отражатель 4 с углом вращения 180° установлен в таком положении, при котором задняя поверхность твердого тела 2 с координатой x=δ полностью попадает в его поле зрения. Для локализации лучистого теплообмена между объектами окружающей среды и задней поверхностью твердого тела 2 на расстоянии s от последнего размещен светопоглощающий экран 5 при условии s≤10δ. По центру на расстоянии от источника инфракрасного излучения 1 на штативе (условно не показан) закреплен бесконтактный измеритель температуры 6, в обзор которого попадает как лицевая сторона, так и отражение задней поверхности твердого тела 2 от зеркального отражателя 4.

Устройство для реализации предложенного способа работает следующим образом.

Источник инфракрасного излучения 1 проецирует на лицевую поверхность твердого тела 2 при x=0 поток электромагнитного излучения, где он преобразуется во внутреннюю энергию. Последнее приводит к бесконтактному нагреву лицевой поверхности твердого тела 2 во времени. Градиент температур, возникший по направлению вдоль оси 0Х вследствие неравномерного распределения температур в твердом теле 2, формирует достаточное условие для движения потока теплоты теплопроводностью сквозь твердое тело 2 к его задней поверхности при x=δ. Величину плотности теплового потока q регистрирует преобразователь плотности теплового потока 3, который передает сигнал на компьютер через ИПТП тепломера (условно не показаны). Зеркальный отражатель 4 с помощью отраженного теплового излучения отображает температурное поле задней поверхности твердого тела 2. Часть инфракрасного излучения от нагретого твердого тела 2 поступает на поверхность светопоглощающего экрана 5 без последующих отражений. При установлении стационарного теплового режима в твердом теле 2 благодаря вращательному механизму источник инфракрасного излучения 1 поворачивают на 90° в горизонтальное положение. С помощью бесконтактного измерителя температуры 6, установленного на штативе (условно не показан), производят одновременную съемку температурного поля лицевой и задней поверхностей твердого тела 2.

Если начальный момент времени принять равным нулю, то время, за которое твердое тело 2 выйдет на стационарный режим, вычисляют по формуле:

$τ = \frac{δ^{2}}{a}, (1)$

где δ - толщина твердого тела 2; а - температуропроводность твердого тела 2.

Пусть t₀ и t_δ - средние значения температур поверхностей или отдельных участков твердого тела 2 соответственно в координатах x=0 и x=δ при установившемся тепловом режиме с момента времени τ. Тогда для определения коэффициента теплопроводности твердого тела 2 может быть использовано уравнение теплопроводности для плоской стенки при стационарном тепловом режиме:

$λ = \frac{q δ}{t_{0} - t_{δ}}, (2)$

где q - плотность теплового потока на лицевой поверхности твердого тела 2 при x=0 по данным ИПТП; δ - толщина твердого тела 2.

Достоинством предложенного способа является бесконтактное нахождение температурных полей поверхностей твердого тела, при помощи которых возможно определение теплопроводности, как отдельных элементов, так и всей конструкции в целом, независимо от величины теплотехнической однородности последней. Условия эксперимента не зависят от внешних факторов окружающей среды и полностью определяются режимом теплообмена между источником инфракрасного излучения и твердым телом. Бесконтактный измеритель температуры и зеркальный отражатель, в поле зрения которого попадает задняя поверхность твердого тела, позволяют одновременно оценивать температурное состояние обеих поверхностей твердого тела, что повышает точность проводимых измерений. Аналитическое выражение для установления начального момента стационарного теплового режима твердого тела (1) имеет простой математический вид, что позволяет сэкономить до минимума время проведения замеров и обеспечить высокую надежность полученных экспериментальных результатов.

Пример конкретной реализации способа.

Определим коэффициент теплопроводности твердого тела 2 на примере 3-пустотного силикатного кирпича марки M150 (ГОСТ 379-95) толщиной δ=0,120 м (фиг.2). Температуропроводность силикатного кирпича 2 равна a=5,3·10^-7 м²/с. В качестве источника инфракрасного излучения 1 использован электрический инфракрасный излучатель марки Эколайн 10R суммарной мощностью 3 кВт, расположенный на расстоянии h=0,6 м от лицевой поверхности исследуемого объекта 2. На лицевой поверхности кирпича 2 закреплен преобразователь плотности теплового потока 3 ПТП-0,25, подключенный к измерителю плотности теплового потока ИПП-2. Зеркальный отражатель 4 из обычного стекла закреплен на деревянном кронштейне. На расстоянии s=1,2 м от задней поверхности силикатного кирпича 2 расположен черный экран 5.

По формуле (1) начало стационарного теплового режима для силикатного кирпича 2 τ=27170 с (по результатам эксперимента τ'=30000 с; среднее изменение температур лицевой и задней поверхностей силикатного кирпича 2 на интервале времени [τ; τ'] с в соответствии с показаниями термопар ТХА при погрешности измерений ±2,5°C составило 0,3°C, что можно считать стационарным режимом).

После наступления стационарного теплового режима с помощью тепловизора SDS HotFind-D получены термограммы поверхностей силикатного кирпича 2, которые впоследствии обработаны в прикладном программном обеспечении SATReport2009 при следующих параметрах: температура и относительная влажность воздуха соответственно 25,9°C и 15%; среднее расстояние от фокусирующего кольца тепловизора до поверхности исследуемого объекта 2 2,3 м; излучательная способность поверхности силикатного кирпича 2 0,91, зеркального отражателя 4 (стекла) 0,91. Некоторые результаты тепловизионной съемки представлены на фиг.3.

В таблице приведены результаты определения коэффициента теплопроводности силикатного кирпича 2, согласно выражению (2).

Таблица
Коэффициент теплопроводности силикатного кирпича
№ п/п	q, Вт/м²	δ, м	t₀, °C	t_δ, °C	λ, Вт/(м·°C)
1	387	0,120	98,8	39,9	0,788
2	387	0,120	97,5	40,2	0,810
3	94,1	41,1	0,876
Среднее значение, Вт/(м·°C)	0,825

Результаты измерений (таблица) показали, что относительное отклонение коэффициента теплопроводности силикатного кирпича марки М150 (ГОСТ 379-95) от нормативного значения (СП 23-101-2004) равно 5,2%. По способу, предложенному в патенте РФ 2421711, кл. G01N 25/00, 2011, полученный результат расходится с нормативной величиной на 31%.

Способ определения теплопроводности твердого тела активным методом теплового неразрушающего контроля, включающий установку на поверхности твердого тела тепломера и расчет коэффициента теплопроводности материала по уравнению теплопроводности для плоской пластины, отличающийся тем, что формирование требуемого теплового режима твердого тела осуществляют бесконтактным односторонним неразрушающим тепловым воздействием на поверхность твердого тела с помощью источника инфракрасного излучения в лабораторно-экспериментальных условиях, момент наступления стационарного теплового режима твердого тела устанавливают по формуле:
$τ = \frac{δ^{2}}{a},$
где δ - толщина твердого тела;
a - температуропроводность твердого тела,
при достижении стационарного теплового режима температурные поля поверхностей твердого тела одновременно регистрируют с помощью бесконтактного измерителя температуры и зеркального отражателя, в поле зрения которого попадает задняя поверхность твердого тела.

Изобретение относится к области тепловых испытаний и может быть использовано для испытаний теплозащиты летательных аппаратов (ЛА) для определения ее теплофизических свойств и работоспособности.

Способ определения теплопроводности материалов // 2478940

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для определения теплопроводности материалов. .

Способ измерения коэффициента температуропроводности теплоизоляционных материалов методом регулярного режима третьего рода // 2478939

Изобретение относится к области тепловых испытаний теплоизоляционных материалов. .

Способ измерения удельного сопротивления теплопередаче через объект (варианты) и устройство для его осуществления // 2478938

Изобретение относится к строительной технике и может быть преимущественно использовано для измерения теплофизических характеристик различных строительных конструкций, например, стен, потолков, полов, переборок, подволоков и др.

Способ измерения удельного сопротивления теплопередаче через исследуемый объект (варианты) и устройство для его осуществления // 2478937

Изобретение относится к строительной технике и может быть преимущественно использовано для измерения теплофизических характеристик различных строительных конструкций, например стен, потолков, полов, переборок, подволоков и др.

Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий // 2478936

Изобретение относится к области исследования и анализа теплофизических свойств материалов и может быть использовано при определении коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - u.

Устройство измерения сопротивления теплопередаче строительной конструкции // 2476866

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при определении сопротивления теплопередаче строительной конструкции. .

Способ измерения интегрального коэффициента излучения поверхности теплозащитных материалов // 2468360

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при определении коэффициента излучения поверхности материалов. .

Способ определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций строительных сооружений // 2468359

Изобретение относится к области измерения теплофизических свойств ограждающих конструкций строительных сооружений и может быть использовано для определения их количественных характеристик в условиях нестационарного теплообмена с окружающей средой.

Способ определения тепловой активности материалов и устройство для его осуществления // 2462703

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано при неразрушающем контроле параметра тепловой активности горных пород. .

Способ определения коэффициента эффективности сверхтонких теплоизоляционных покрытий // 2490619

Изобретение относится к области исследования теплофизических свойств материалов и может быть использовано при определении коэффициента эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - u

Устройство для измерения теплопроводности флюидонасыщенных под давлением пористых тел // 2492455

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в промысловой геофизике для оценки глубинных тепловых полей, процессов мембранного разделения в химической промышленности и других отраслях

Способ определения характеристик порового пространства и теплопроводности матрицы пористых материалов // 2492456

Изобретение относится к области изучения физических свойств пористых неоднородных материалов и может быть использовано для определения характеристик порового пространства и теплопроводности образцов горных пород и минералов

Способ неразрушающего определения температурных характеристик структурных переходов в полимерных материалах // 2493558

Изобретение относится к области физико-химического анализа и может быть использовано при тепловых испытаниях. Исследуемое тело приводят в тепловой контакт с эталонным телом по плоскости, в которой находится локальный круглый нагреватель. Через равные промежутки времени измеряют разность значений температуры между нагревателем и точкой плоскости контакта исследуемого и эталонного тел. Испытания заканчивают при превышении контролируемым динамическим параметром заданного значения. Строят зависимость текущего значения тепловой активности от температуры исследуемого тела. Структурные переходы в полимерных материалах определяют по наличию пиков на зависимости текущего значения тепловой активности от температуры исследуемого тела. 1 табл., 9 ил.

Устройство для определения коэффициента теплопроводности материала // 2495409

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано при прогнозировании эксплуатационных характеристик композиционных материалов. Заявлено устройство для определения коэффициента теплопроводности материала методом плоского горизонтального слоя, содержащее элемент, исключающий боковые тепловые потери, измерительный блок с нагревателем, измерительную ячейку, предназначенную для расположения образца исследуемого материала и выполненную в виде двух функционально независимых элементов, одного с функцией нагрева, другого - охлаждения, которые расположены соосно и с заданным зазором, обеспечивающим тепловой контакт, термопару, подключенную к измерительному блоку. Элемент измерительной ячейки с функцией охлаждения выполнен в виде соосно расположенных друг в друге колец внутреннего и внешнего. Кольца внутреннее и внешнее и объем между ними выполнены с возможностью заполнения одной и той же легко испаряющейся жидкостью с углом смачивания на образце исследуемого материала не более 90°. Расположены упомянутые кольца на лицевой стороне образца исследуемого материала, а термопара расположена с противоположной стороны образца исследуемого материала. Технический результат: повышение точности экспресс-измерений для определения коэффициента теплопроводности материала. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик строительных материалов и изделий // 2497105

Использование: для неразрушающего контроля теплофизических характеристик строительных материалов и изделий. Сущность: заключается в том, что перпендикулярно поверхности исследуемого изделия воздействуют импульсом высокочастотного электромагнитного поля СВЧ-диапазона по линии заданной длины, осуществляя нагрев исследуемого полуограниченного в тепловом отношении тела по плоскости, перпендикулярной плоскости внешней поверхности исследуемого объекта и уходящей внутрь него, причем для организации такого воздействия электромагнитное излучение рупорной антенны СВЧ-генератора фокусируют с использованием рупорно-линзовой антенны в линию заданной длины, измеряют в заданный момент времени после воздействия импульса СВЧ-излучения избыточную температуру на теплоизолированной от окружающей среды поверхности исследуемого изделия в двух точках, находящихся, соответственно, на расстояниях x1 и x2 от плоскости высокочастотного электромагнитного воздействия, длину волны и мощность электромагнитного СВЧ-излучения задают такими, чтобы глубина проникновения электромагнитного поля была не менее, чем на порядок больше заданных расстояний x1 и x2 до точек контроля температуры, имея информацию о мощности теплового воздействия на исследуемое изделие в плоскости СВЧ-нагрева и измеренных в заданный момент времени значений избыточных температур в точках контроля, искомые теплофизические характеристики определяют на основе полученных математических соотношений. Технический результат: повышение оперативности и точности определения теплофизических характеристик строительных материалов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.

Способ неразрушающего контроля теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий // 2497106

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения физических свойств материалов путем тепловых и электрических измерений, и может быть использовано для оперативного контроля теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий и сооружений в натурных условиях. Способ неразрущающего контроля теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий заключается в том, что измеряют фактические значения теплопроводности внутреннего и наружного поверхностных слоев конструкции. Затем вычисляют значения сопротивлений теплопередаче этих слоев по формулам: Rв=δв/λв и Rн=δн/λн, где Rв и Rн - значения сопротивлений теплопередаче внутреннего и наружного поверхностных слоев конструкции, соответственно; δв и δн - толщина внутреннего и наружного поверхностных слоев, соответственно; λв и λн - теплопроводность внутреннего и наружного поверхностных слоев, соответственно. Далее вычисляют значение сопротивления теплопередаче теплоизоляционного слоя по формуле: Rт=Rк-1/αв-1/αн-Rв-Rн, где Rт - сопротивление теплопередаче теплоизоляционного слоя; Rk - общее сопротивление теплопередаче конструкции; αв, αн - коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей конструкции, соответственно. Затем вычисляют фактическое значение теплопроводности материала теплоизоляционного слоя конструкции по формуле: λт,=δт/Rт, где λт - теплопроводность материала; δт - толщина слоя. После чего определяют фактическое значение влажности материала теплоизоляционного слоя по формуле: Wт=(λт-λ0)/Δλw, где Wt - влажность материала; λ0 теплопроводность материала в сухом состоянии; Δλw - приращение теплопроводности материала на 1% влажности. Техническим результатом изобретения является определение теплофизических характеристик теплоизоляционного слоя многослойных строительных конструкций без нарушения их целостности. 1 з.п. ф-лы.

Способ определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных материалов // 2501002

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных керамических и стеклообразных материалов с учетом их прозрачности. Способ включает нестационарный нагрев поверхности образца в виде пластины радиационными импульсами, измерение температуры в не менее трех точках по толщине образца с последующим вычислением искомой величины посредством решения коэффициентной обратной задачи теплопроводности. Интервалы между импульсами составляют 5-10 секунд, при этом измерение температуры производится синхронно в момент окончания импульса. Технический результат: снижение погрешности определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных материалов более чем в 2 раза. 2 ил.

Газоизмерительное устройство и способ его работы // 2502066

Изобретение относится к газоизмерительному устройство для измерения присутствия заданного газа в текучей среде. Устройство содержит датчик, имеющий чувствительный элемент и нагревательный элемент, сконфигурированный для нагрева чувствительного элемента до предварительно заданной рабочей температуры, причем чувствительный элемент является восприимчивым к заданному газу таким образом, что, по меньшей мере, одно электрическое свойство чувствительного элемента изменяется в зависимости от присутствия заданного газа, причем электрическое свойство чувствительного элемента измеряется газоизмерительным устройством; и цепь управления, имеющую контроллер нагревательного элемента, связанный с нагревательным элементом и измеряющий его электрическое свойство, причем цепь управления имеет источник энергии подогрева, подающий энергию к нагревательному элементу, причем контроллер нагревательного элемента связан с источником энергии подогрева и регулирует его работу в зависимости от измерения электрического свойства нагревательного элемента; средство импульсной модуляции, соединенное с контроллером нагревательного элемента, источником энергии подогрева для управления величиной энергии, подаваемому к нагревательному элементу. При этом средство импульсной модуляции выполнено с возможностью формирования первого набора импульсов энергии, имеющего определенную продолжительность, и второго набора импульсов энергии, имеющего другую, более короткую продолжительность для поддержания температуры нагревательного элемента, по существу, на постоянном уровне. Также изобретение относится к способу изготовления и способу работы газоизмерительного устройства. Предлагаемое устройство изготавливается и эксплуатируется рентабельным и надежным образом. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ определения теплопроводности сыпучих материалов при нестационарном тепловом режиме // 2502988

Изобретение относится к нестационарным способам определения теплопроводности сыпучих материалов и может применяться при изучении термических свойств почв, рыхлых горных пород, сыпучих строительных и прочих дисперсных материалов. Сущность способа заключается в предварительном нагреве до требуемой температуры металлической пластины и ее последующем погружении в слой сыпучего материала, расположенного в опытной площадке, которая изнутри покрыта слоем теплогидроизоляции. Контроль за равномерным нагревом металлической пластины до требуемой температуры осуществляют бесконтактным способом с помощью инфракрасного термометра. Нижняя кромка металлической пластины заточена под углом 45°. Термопреобразователи, установленные в сыпучем материале и в толще металлической пластины по центру, регистрируют с определенной дискретностью и продолжительностью во времени тепловые режимы нагрева сыпучего материала и охлаждения металлической пластины. С учетом измеренных параметров рассчитывают коэффициент теплопроводности сыпучего материала. Технический результат: повышение точности измерения коэффициента теплопроводности сыпучего материала при нестационарном тепловом режиме. 5 ил.