SU1226235A1 - Method of determining thermal diffusivity of solid bodies - Google Patents
Method of determining thermal diffusivity of solid bodies Download PDFInfo
- Publication number
- SU1226235A1 SU1226235A1 SU843790021A SU3790021A SU1226235A1 SU 1226235 A1 SU1226235 A1 SU 1226235A1 SU 843790021 A SU843790021 A SU 843790021A SU 3790021 A SU3790021 A SU 3790021A SU 1226235 A1 SU1226235 A1 SU 1226235A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- standards
- samples
- temperature
- point
- source
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000011835 investigation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 7
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области теплофизических измерений. Целью его вл етс увеличение точности и упрощение процесса определени температуропроводности твердых тел. Она достигаетс тем, что в способе определени температуропроводности твёрдых тел, заключан цемс в том, что нагревают поверхности двух эталонных образцов с известными температуропровод- ност ми и исследуемых образцов точечным источником энергии, перемещаемым вдоль эталонов и образцов с посто нной скоростью, и измер ют дл каждого из образцов и эталонов датчиком температуры , перемещаемым со скоростью источника, профили предельных избыточных температур нагреваемой поверхности по линии, перпендикул рной направление перемещени источника энергии регистрацию температурных профилей осуществл ют по пр мой, проход щей через точку нагрева поверхностей образцов , по температурному профилю каждого исследуемого образца определ ют рассто ние рт линии движени источника энергии до точек пересечени данного профил с температурными профил ми обоих эталонов, а также определ ют рассто ние от линии движени источника энергии до точки пересечени температурных профилей эталонов, и по измеренным значени м определ ют искомую величину. 2 ил. |(Л F § to to О) ю со сдThe invention relates to the field of thermophysical measurements. Its purpose is to increase the accuracy and simplify the process of determining the thermal diffusivity of solids. It is achieved by the fact that, in the method for determining the thermal diffusivity of solids, it is concluded that cements are heated by the surfaces of two reference samples with known thermal conductivities and test samples by a point source of energy moving along the standards and samples at a constant speed, and measured for each of the samples and standards by a temperature sensor moved with the speed of the source, the profiles of the limiting excess temperatures of the heated surface along a line perpendicular to the direction moved and the energy source, the temperature profiles are recorded along a straight line passing through the heating point of the sample surfaces, the temperature profile of the energy source moving to the intersection points of this profile with the temperature profiles of both standards is determined by the temperature profile of each sample under study, as well as the distance from the line of movement of the energy source to the point of intersection of the temperature profiles of the standards, and the desired value is determined from the measured values. 2 Il. | (L F § to to O) s with sd
Description
Изобретение относитс к области теплофизических измерений, в частности к способу определени температуропроводности твердых тел, и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства как дл определе- и температуропроводности материалов так и дл контрол качества соответствующих изделий.The invention relates to the field of thermophysical measurements, in particular, to a method for determining the thermal diffusivity of solids, and can be used in various branches of the national economy both for determining and thermal diffusivity of materials and for controlling the quality of corresponding products.
Целью изобретени вл етс увеличение точности и упрощение процесса определени температуропроводности твердых тел.The aim of the invention is to increase the accuracy and simplify the process of determining the thermal diffusivity of solids.
На фиг. 1 приведена схема осуществлени предлагаемого способа; на фиг. 2 - регистрируемью датчиком температуры профили предельных избыточных температур двух эталонов и одного из исследуемых образцов вдоль пр мой, перпендикул рной линии движени источника энергии и проход щей через точку нагрева образцов.FIG. 1 shows the scheme of the proposed method; in fig. 2 —the temperature sensor profiles of the extreme standards of two standards and one of the test samples along the straight, perpendicular line of movement of the energy source and passing through the heating point of the samples are recorded by the temperature sensor.
Схема содержит два эталонных образца 1 и 2 и исследуемые образцы 3, под которыми расположены точечный источник 4 энергии и датчик 5 температуры , перемещение которых происходит вдоль оси X , а сканирование нагреваемых поверхностей при регистрации температурных профилей - вдоль оси Y , проход щей через точку О нагрева образцов.The circuit contains two reference samples 1 and 2 and samples 3 under investigation, which are located under the point 4 source of energy and temperature sensor 5, which moves along the X axis, and scanning the heated surfaces when registering temperature profiles along the Y axis passing through point O heating samples.
Предлагаемьй способ заключаетс в том, что два эталона 1 и 2 с известными температуропроводност ми и исследуемьге образцы 3 нагревают точечным источником 4 энергии, котор перемещают с посто нной скоростью относительно рассматриваемых твердых тел вдоль оси X (фиг. 1). Датчиком температуры, ж2СТКО св занным с источником энергии, осуществл ют сканирование поверхностей эталонов 1 и 2 и образцов 3 вдоль линии, перпендикул рной направлению перемещени источника энергии и датчика температуры и проход щей через точку нагрева О (вдоль оси Y ). Дл каждого из исследуемых образцов 3 и эталонов 1 и 2 датчик 5 зарегистрирует профиль (фиг. 2) предельных избыточных температур поверхности, соответствующих квазистационарному режиму нагрева.The proposed method consists in that two standards 1 and 2 with known thermal diffusivity and test samples 3 are heated by a point source 4 of energy, which is displaced at a constant speed relative to the solid bodies considered along the X axis (Fig. 1). A temperature sensor associated with the energy source is used to scan the surfaces of the standards 1 and 2 and samples 3 along a line perpendicular to the direction of movement of the energy source and the temperature sensor and passing through the heating point O (along the Y axis). For each of the studied samples 3 and standards 1 and 2, the sensor 5 will register a profile (FIG. 2) of the limiting excess surface temperatures corresponding to the quasi-stationary heating mode.
При нагр.еве поверхности полубесконечного в тепловом отношении тела точечным источником энергии, перемещаемым относительно тела с посто нной скоростью, предельна избыточна температура полерхности этого телаWhen the surface of a semi-infinite body is thermally heated by a point source of energy moving relative to the body at a constant speed, the excess temperature of the surface of this body is extremely high.
ь - в, l - in
1226235212262352
в точке, перемещающейс со скоростью источника вслед за источником, определ етс формулойat a point moving with the speed of the source following the source, is determined by the formula
6(,Н) 6 (, H)
-Zir- R-Zir- R
-ехс-ex
р -(R -(
2а2a
( (
Гце 0 (х,1)) - предельна избыточна Her 0 (x, 1)) - extremely redundant
температура нагреваемой поверхности тела в точке , перемещающейс со скоростью источника вслед за источником; координаты точки регистрации температуры в подвижной системе координат, совмещенной с точкой нагрева поверхности тела источником энергии; мощ-ность источника энергии;the temperature of the heated surface of the body at a point moving with the speed of the source following the source; the coordinates of the temperature recording point in the moving coordinate system, combined with the heating point of the body surface with an energy source; power source of energy;
теплопроводность тела; скорость перемещени источника энергии и точки регистрации температуры относительно Vthermal conductivity of the body; the speed of movement of the energy source and the temperature recording point relative to V
а Ra R
теплопроводность тела; рассто ние от точки регистрации температуры до точки нагрева поверхности тела источником энергии.thermal conductivity of the body; the distance from the point of temperature recording to the point of heating the surface of the body by the energy source.
Из формулы (1) следует, что предельна избыточна температура нагреваемой поверхности тела вдоль пр мой, перпендикул рной направлению перемещени источника энергии и проход щей через точку нагрева, определ етс соотношениемFrom formula (1), it follows that the limiting excess temperature of the heated surface of the body along the straight, perpendicular to the direction of movement of the energy source and passing through the heating point is determined by the ratio
б( 1 b (1
S-iTTiyS-iTTiy
ехрexp
гаМ gam
5five
гдеWhere
ВAT
00
5five
рассто ние от точки регистрации температуры, расположенной на пр мой, перпендикул рной направлению перемещени источника энергии и проход щей через точку нагрева , до линии движени источника энергии.the distance from the temperature detection point, located in a straight line, perpendicular to the direction of movement of the energy source and passing through the heating point, to the line of movement of the energy source.
Дл точек 1 и 2 пересечени температурного профил исследуемого образца 3 с температурными профил ми соответственно эталонов 1 и 2 и точки 3 пересечени температурных профилей эталонов 1 и 2,(фиг. 2) согласно (2) справедливы соотношени For points 1 and 2 of the intersection of the temperature profile of the sample 3 with temperature profiles, respectively, of the standards 1 and 2, and points 3 of the intersection of the temperature profiles of the standards 1 and 2 (Fig. 2), according to (2)
ЭТ2 ET2
ff
а,т( « этаa, t ("this
1226235 41226235 4
ни источника до точки пересени (2) температурных профилей эталонов 1 и 2, по формуле (6) наход т температуропроводность каждого из исследуемьтх У образцов 3.Not a source up to the transition point (2) of the temperature profiles of the standards 1 and 2, according to the formula (6), the thermal diffusivity of each of the investigated samples 3 is found.
Предлагаемый способ позвол ет упростить процесс определени температуропроводности твердых тел за счет уменьшени количества необходимых измерений до трех (по известному способу необходимо измерить п ть величин) и повысить точность измерени определени температуропро- воднос,ти как за счет уменьшени ко- JC личества измер емых параметров,The proposed method allows us to simplify the process of determining the thermal diffusivity of solids by reducing the number of measurements needed to three (according to a known method, it is necessary to measure five quantities) and to improve the accuracy of measuring the determination of the temperature conduction, both by reducing the number of measured parameters
погрешности которых привод т к снижению точности определени температуропроводности , так и за счет исключени источников дополнительных по- температуропровод ,(5)the errors of which lead to a decrease in the accuracy of determining the thermal diffusivity, and by eliminating sources of additional thermal ducts, (5)
теплопроводности соответственно исследуемого образца , 3, эт ло- нов 1 и 2;thermal conductivity, respectively, of the sample under study, 3, these are lons 1 and 2;
10ten
- грешностей, которые по известному способу обусловлены неточностью задани значений теплопроводности образцов . Простота осуществл емых операций и малый объем измерений- Wrongs, which by a known method due to the inaccuracy of setting the values of thermal conductivity of the samples. Ease of operation and low measurement
ности соответственно исследуемого образца 3, эталонов 1 и 2; рассто ни отaccording to sample 3, standards 1 and 2, respectively; not from
линии источника энергии до точек пересечени температурного профил исследуемого образца 3 с температурными профил ми соответственно эталонов 1 и 2; Ijj - рассто ние от линии движени источника энергии до точки пересечени температурных профилей эта- лонов 1 и 2.the lines of the energy source to the points of intersection of the temperature profile of the test sample 3 with the temperature profiles of the standards 1 and 2, respectively; Ijj is the distance from the line of motion of the energy source to the point of intersection of the temperature profiles of standards 1 and 2.
Иэ формул (3), (4) и (5) следует, , поскольку величины ( и V постоы в процессе нагрева и изменений, пературопроводность каждого из ледуемых образцов 3 определ етс формулеThe formulas (3), (4) and (5) follow, since the values (and V are constant in the process of heating and changes, the permeability of each of the samples 3 under study is determined by the formula
УгУUGU
оЕрoer
ц ЦL- J-4i-- i4TS CL- J-4i-- i4
, аэ1г1 этг а,т,1, a1g1 etg a, t, 1
Таким образом, определив по тем- пературному профилю каждого из исследуемых образцов 3 рассто ни от линии движени источника энергии до точек пересечени данного профил с температурными профил ми эталонов 1 и 2, определив рассто ние от линии движе ,(5)Thus, by determining the temperature profile of each of the samples 3, the distance from the line of movement of the energy source to the intersection points of this profile with the temperature profiles of standards 1 and 2, determining the distance from the line of motion, (5)
JC Jc
10ten
погрешности которых привод т к снижению точности определени температуропроводности , так и за счет исключени источников дополнительных по- the errors of which lead to a decrease in the accuracy of determining the thermal diffusivity, and by eliminating sources of additional
грешностей, которые по известному способу обусловлены неточностью задани значений теплопроводности образцов . Простота осуществл емых операций и малый объем измерений Wrongs, which by a known method due to inaccuracy of setting the values of thermal conductivity of the samples. Ease of operation and low measurement
5 обеспечивают нар ду с высокой точностью определени температуропроводности (случайна погрешность измерени не превышает 1%) высокую производительность предлагаемого способа (более 400 измерений за рабочую смену).5, along with high accuracy in determining the thermal diffusivity (random measurement error does not exceed 1%), the high performance of the proposed method (more than 400 measurements per work shift).
В лабораторном макете, реализующем предлагаемый способ, в качестве точечного источника энергии исполь5 зуетс луч лазера типа ИЛГН-704, мощностью 3-5 Вт, имеющего длину волны излучени 10,6 мкм. В качестве датчика температуры используетс сканирующий радиометр, обеспечивающийIn a laboratory model that implements the proposed method, a laser beam of the ILGN-704 type, 3-5 W in power, having a radiation wavelength of 10.6 µm, is used as a point source of energy. As a temperature sensor, a scanning radiometer is used that provides
бесконтактное измерение температуры, ;с рабочим диапазоном длин волн 2-20 мкм.contactless temperature measurement; with an operating wavelength range of 2-20 microns.
4four
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843790021A SU1226235A1 (en) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | Method of determining thermal diffusivity of solid bodies |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU843790021A SU1226235A1 (en) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | Method of determining thermal diffusivity of solid bodies |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1226235A1 true SU1226235A1 (en) | 1986-04-23 |
Family
ID=21138282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU843790021A SU1226235A1 (en) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | Method of determining thermal diffusivity of solid bodies |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1226235A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107907565A (en) * | 2017-11-13 | 2018-04-13 | 安徽理工大学 | The method and system of thermal physical property of solid material parameter are surveyed based on laser point source |
-
1984
- 1984-09-14 SU SU843790021A patent/SU1226235A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1054753, кл. G 01 N 25/18, 1982. Авторское свидетельство СССР № 1073662, кл. G 01 N 25/18, 1982. Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. М,: Гостехиздат, 1951, с. 74. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107907565A (en) * | 2017-11-13 | 2018-04-13 | 安徽理工大学 | The method and system of thermal physical property of solid material parameter are surveyed based on laser point source |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4659234A (en) | Emissivity error correcting method for radiation thermometer | |
| SU1226235A1 (en) | Method of determining thermal diffusivity of solid bodies | |
| RU2251098C1 (en) | Method of contact-free nondestructive testing of thermal- physical properties of materials | |
| Tanaka et al. | Theory of a new radiation thermometry method and an experimental study using galvannealed steel specimens | |
| CN109470772B (en) | A non-destructive measurement method for the intensity and location of an internal heat source based on ultrasound | |
| RU2182310C1 (en) | Method of noncontact nondestructive checking of thickness and thermal properties of articles | |
| RU2610115C1 (en) | Device for determining gas temperature in hollow high-temperature elements of gas turbine engines | |
| SU1073662A1 (en) | Material thermal physical property determination method | |
| RU2247339C2 (en) | Method and device for measuring emissive power of inner surfaces of non-uniformly heated space | |
| SU1330527A1 (en) | Method of determining heat conduction of anisotropic materials | |
| SU1100549A2 (en) | Method of determination of material thermal physical properties | |
| SU1357813A1 (en) | Method and device for determining thermophysical characteristics of flat specimens of materials | |
| RU2001101230A (en) | METHOD FOR CONTACTLESS NON-DESTRUCTIVE CONTROL OF THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF MATERIALS | |
| SU1377695A1 (en) | Method of non-destructive testing for thermophysical properties of materials | |
| SU1441191A1 (en) | Calorimetric method of measuring plate thickness | |
| SU972359A1 (en) | Thermal conductivity determination method | |
| SU1179186A1 (en) | Method of determining material heat conductivity | |
| SU609977A1 (en) | Method of determining the working junction embedding depth of thermocouples in specimen | |
| SU1350535A1 (en) | Arrangement for determining mechanical characteristics of hard materials | |
| SU1032382A1 (en) | Material thermal conductivity determination method | |
| RU2229703C1 (en) | Thermoelectric method testing inhomogeneity of metals and alloys | |
| SU1635099A1 (en) | Method of complex measurement of thermophysical characteristics of materials | |
| SU1366928A1 (en) | Method of determining thermal-physical properties of materials | |
| SU1276972A1 (en) | Method of determining temperature conductivity of solids | |
| SU1004843A1 (en) | Method of non-destructive checking of material heat conduction |