Принципиальная схема, применимая для исследования твёрдых и сыпучих материалов, изображена на рисунке 1.
Основным устройством является ячейка I (прибор ИТ-3), которая способна измерять коэффициент теплопроводности обширного класса веществ, в стационарном тепловом режиме.
Рисунок 1. Схема измерительной системы
Тепловой поток, проходящий через образец II, создаётся при помощи электрического нагревателя 2. При помощи термостата III обеспечивается отвод тепла и поддержание постоянной температуры в системе термостатирования, для увеличения интервала температур по системе циркулирует антифриз марки G10. Для осуществления измерения разности температур на образце, так и проведения измерений температур самого образца в процессе эксперимента, используются ленточные термопары 3 и 4. Термопары помещены в эластичные резиновые прокладки, что предотвращает появление в процессе измерений, контактных термических сопротивлений. При помощи датчика теплового потока 6 происходит процесс измерения теплового потока, проходящего через исследуемый образец в верхней части холодильника 5. Для поддержания свободных спаев термопар при температуре 0°C использовался сосуд Дьюара IV. [1]
При помощи механизма перемещения 1 осуществляется подъём или опускание подвижной внутренней части с нагревателем, что в свою очередь обеспечивает плотное прилегание между образцом и измерительными устройствами.
Для охлаждения термостатирующей жидкости предназначен холодильник VIII, при проведении измерений для которых требуются пониженные температуры, используется сухой лёд.
Основным средством автоматизации системы является блок управления и измерений VI подключаемый к персональному компьютеру V. [2]
Блок VI включает в себя следующие модули:
- Управляющий модуль. Обеспечивает связь с программным обеспечением компьютера V и управление над остальными модулями системы;
- Измерительный модуль. Используется для аналого-цифрового преобразования сигналов поступающих с термопар и датчика теплового потока.
- Модуль управление нагревом образца. Предназначен для задания закона изменения теплового потока через образец.
- Модуль управления термостатом. Осуществляет поддержание заданной температуры образца.
При помощи блока питания VII осуществляется питание измерительной системы.
Контроль над процессами измерений происходит при помощи компьютера V.
Список литературы
- Многомодельный метод неразрушающего теплофизического контроля структурных превращений в полимерных материалах / Н.П. Жуков, Н.Ф. Майникова, Ю.Л. Муромцев, А.С. Чех // Вестник Тамбовского государственного технического университета. — 2003. Т. 9, № 2. Рубрика 01. Препринт № 07. — 36 с.
- Виноградова, Н.А. Системы автоматизации теплофизического эксперимента: учебное пособие для вузов Под ред. В.Г. Сидорова/ Н.А. Виноградова, В.В. Гайдученко. А.И. Карякин.— М.: Издательский дом МЭИ. 2007. — 252 с.
- Рогов, И.В. Измерительная система определения теплофизических свойств твердых материалов на базе прибора ИТ-3 / И.В. Рогов, А.В. Рожков, Н.Ю. Полунина, А.А. Гусев // Тезисы докладов 2-ой Междунар. конференции с элементами научной школы. – Тамбов: Изд-во Першина Р.В., 2015. – с. 368-370.
