Метод за измерване на топлинния поток
G01K17 / 08 - въз основа на измерване на температурната разлика
Собствениците на патента RU 2488080:
Дружество с ограничена отговорност "Иновации и развитие" (RU)
Изобретението се отнася до областта на термометрия и може да се използва за измерване на топлопредаване от повърхности, например нагревателни устройства в отоплителни системи на сгради за контрол на отоплителни системи за определяне на степента на загуба на топлина в сгради и в други области, където е необходимо да се контролира процеса за пренос на топлина. Методът съгласно изобретението за измерване на топлинния поток, който се осъществява чрез инсталиране на пътя на топлинния поток на пиезоелектричното тяло кондензатор, кондензатор се подава напрежение импулси електрод деполяризиращите. След това се измерва скоростта на промяна на напрежението при изпълнението на кондензатора и определи зависимостта на температурата на нагряване на скоростта на изменение на калибриране напрежение и топлинния поток. Техническа резултат: повишена точност на променливата на измерване и постоянна топлина поток. 1 ЗП е LY-2-ил.
Изобретението се отнася до средства за измерване и може да се използва за измерване на топлопредаване от повърхности, като например нагревателни устройства в отоплителни системи на сгради за контрол на отоплителни системи за определяне на степента на загуба на топлина в сгради и в други области, където е необходимо да се контролира процеса за пренос на топлина.
В известни топлина съпротивления на топлинния поток може да бъде непряко решен от стойности на температурата, измерена в различни точки на изпитвания обект. Обикновено определят р плътност на топлинния поток [W / m 2] т.е. поток през единица площ
където λ - топлопроводимост [W / т.Кпри], т - стойности на температурата в някои точки на обекта, между които се определя поток на топлина.
При измерване на топлинния поток на вратата регистрация, за сензори например топлинен поток 3 фирма индив-Danfoss, измерена температура между характерната точка и радиатора повърхността на въздуха в отопляваното помещение, при стайна температура е постоянна и съответства на стойността програмиран стандартната стойност от 20 ° С Въпреки това, състоянието на с фиксирана стойност на втората температура не винаги е възможно.
Трудността също се крие във факта, че проводимост ДълЖината термичната често не е известна, и ако е необходимо за извършване на метод за директно измерване с помощта на датчик на топлинния поток.
Съществен недостатък на този метод е необходимостта от точно измерване на температура плочи, за които трябва да бъде увеличен. За да се увеличи чувствителността трябва да се използва и mnogospaynye термодвойка. Повишена дебелина означава повишена плочи теглото и размера на сензора и да увеличи топлоизолационни свойства, което води до увеличаване на систематична грешка на измерване на потока.
Известен метод за измерване на потока на топлина, съдържаща се в L.Geiling хартия, Das Termoelement ALS Strahlungsmesser. (Zschr. Phis. Bd. 3.12, 1951). Този метод използва сензор подредени под формата на плаки, състоящи се от серия от редуващи термодвойка материали (например, медни и Константан). Границите между слоевете са наклонени под ъгъл 20-45 ° спрямо равнините на сензора. Сондата е позициониран по отношение на потока, така че между горните и долните си повърхности са настъпили температурна разлика, че задвижва термо-електродвижещата сила. Измерва се термо едн който се натрупва по повърхността на сензора и линейно свързани с градиент температура и следователно големината на топлинния поток.
Недостатък на този метод се смята, че неговото прилагане трябва да се използва в сензорните материали с драстично различни термични, термоелектрически свойства.
В известния метод се основава на измерване на потока в зависимост от диелектрична константа на температура - настъпи промяна в фероелектричен поляризация, която е резултат от деформация на кристалната решетка. Степента на поляризация зависи от количеството топлина абсорбира фероелектричен. Въпреки това, ако температурата не се променя, поляризацията намалява безплатни такси от атмосферата и се дължи на съществуващата вътрешна проводимост. По този начин, се измерва напрежението не характеризират действителната топлинния поток. Това явление ограничава използването на фероелектрични кондензатори измервания еднократни.
Задачата на изобретението е да осигури метод за измерване на топлинния поток, който позволява да се следи непрекъснато величината на топлинен поток на контролирания обект.
Тази цел е постигната благодарение на факта, че в предложения метод за измерване на топлинния поток, както и в известен начин за определяне на топлинния поток фероелектричен кондензатор. Но за разлика от известно, в предлагания метод се подава към кондензатор плочи деполяризиращ напрежение импулси, измерване на скоростта на промяна на напрежението при разреждане на кондензатор, и определяне зависимостта на температурата на нагряване на скоростта на изменение на калибриране напрежение на топлинния поток.
Постижими технически резултат е реализацията на възможност за непрекъснато измерване се променя не само, но и постоянен топлинен поток.
Съвкупността от съществени характеристики него, формулирана в претенция 2, характеризиращ се с метод за измерване на топлинния поток, при измерване на скоростта на изменение на напрежението за получаване на първата част на споменатия процент намаляване на скоростта.
В тази област промяна напрежение крива дял на температура на фероелектрични домейн структура нараства и осигурява максимална чувствителност на метода.
Изобретението се илюстрира от чертежи, където на Фигури 1 и 2 показват криви на затихване на напрежението на кондензатори с различна област на пиезоелектричното тяло BaTiO3
1, областта на кондензатора е 100 mm 2 и фигура 2 - 25 mm 2. Дебелина в двата случая същото, равни на 0.1 mm.
Изобретението се основава на следната зависимост:
Уравнението на топлина за едномерен случай:
λ ∂ 2 ∂ х 2т + P V = ρ в Т ∂ т ∂ τ.
където PV. [W / m3] - вътрешен захранващ източник на енергия; КТ [J / K] - специфична топлина; ρ [кг / м3] - плътността, τ - време.
Ако равномерна температура поле, ние можем да напишете:
Р V = ρ в Т ∂ т ∂ τ.
След като общата топлина, т.е. топлинния поток:
P = ρ в Т V ∂ т δ τ.