|
Главная Основы теплометрии и змерение плотности 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [ 43 ] 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 радиометра и градуируемого датчика. С внутренней стороны датчик открыт охлаждающему воздущному потоку так же, как и пластины радиометра. В случае градуировки по плоскому радиометру окрашенный датчик притирается на вакуумной смазке (рамзай) к поверхности медного холодильника, по конструкции подобного корпусу радио- Рис. 66. Стенд для радиационной градуировки. метра и охлаждаемого водой с температурой, равной температуре окружающего воздуха. Электрический сигнал датчика во всех случаях регистрируется потенциометром. Рабочие коэффициенты определяются как отношение градуирующего потока к э. д. с, развиваемой датчиком. Общий вид устройства для радиационной градуировки представлен на рис. 66. Все описанные устройства показали хорошее соответствие результатов. ГЛАВА V ГРАДУИРОВОЧНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ КОНДУКТИВНЫХ ПОТОКОВ ПРИ низких и УМЕРЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ (±200° С) Среди разнообразных систем для градуировки датчиков теплового потока после радиационных наиболее перспективными являются кондуктивные. Описанные выше градуировочные абсолютные приборы имеют недостатки, которые в некоторой мере устранены в кондуктивных. В частности, проще осуществляются и контролируются потоки с плотностью более 150 квт[м^. Независимая вариация потоков и рабочих температур здесь также легче выполнима. Сочетание различных независимых методов градуировки делает достоверными результаты измерений. ЭтО' особенно важно в связи с тем, что в теплометрии чрезвычайна трудно полностью учесть все причины погрешностей. Для получения калиброванного кондуктивного потока разработаны три группы приборов, в одной из которых электрический нагреватель, выполненный из хорошего проводника тепла, прижимается к градуируемому датчику и со всех остальных сторон окружается изоляцией с компенсационным обогревом. При этом потери могут быть сведены до пренебрежимо малой величины. Во второй группе приборов удалось получить эффективное замещение измеряемой энергии электрической, поддающейся более точному контролю. К третьей группе относится прибор, представляющий собой совмещение двух систем с электрическим замещением, собранных по дифференциальной схеме, причем градуируемый датчик располагается на стыке систем. I. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КАЛОРИМЕТРЫ С КОМПЕНСАЦИОННОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ Принципиальная схема такого калориметра представлена на рис. 67. Подлежащий градуировке датчик теплового потока размещается между сердечником источника тепла и холодильником. В установившемся тепловом режиме подводимая к сердечнику мощность полностью (без потерь) должна отводиться через датчик к холодильнику. Для предотвращения утечек тепла медный блок 5. выполняющий функции адиабатической оболочки, поддерживается при температуре, равной температуре центрального нагревателя. Температура блока 5 регулируется автоматически с помощью терморегулятора электронного потенциометра ЭПД-12. Б качестве нуль-индикатора, контролирующего отсутствие утечек тепла и дающего командный сигнал на потенциометр, используется чувствительный элемент серийного слоистого датчика-тепломера (см. гл. III). Элемент нагревается до 120° С, деформируется на цилиндрической оправке и после охлаждения размещается в кольцевом зазоре между блоками 1 и 5. Большое число термоспаев в индикаторе-тепломере позволяет поддерживать температурный перепад между центральным и охранным блоками около 0,01 град. При этом тепловые потери (положительные или отрицательные) не превышают 0,1-0,2% мощности, подводимой к центральному сердечнику. Контактные поверхности сердечника и холодильника имеют размеры, соответствующие рабочим плоскостям датчика. При градуировке особое внимание должно быть обращено на качество обработки и сборки соприкасающихся поверхностей, поскольку искажение поля теплового потока при контактном подводе энергии может привести к погрешностям градуировки. Кроме того, качество контакта сказывается и на тепловой инерции системы. Постоянная времени калориметра для датчиков с размерами 10X10X1 мм при градуировке на медном холодильнике обычно не превышает 200 сек. Температура датчика при градуировке принимается равной средней арифметической из показаний термопар, расположенных в сердечнике нагревателя и холодильнике вблизи сопряженных с датчиком поверхностей. Калориметры с компенсационной изоляцией использовались как для градуировки отдельных датчиков, так и для градуировки Рис. 67. Схема калориметра с компенсационной изоляцией: / - сердечник; 2 - нагревательный элемент; 3 - индикатор-тепломер; 4, 5 - охранный блок с нагревателем; 6 - градуи руемый датчик; 7 - холодильник; 8 - термопары. |