Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСА ТЕПЛА
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСА ТЕПЛА

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСА ТЕПЛА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: калориметрический эксперимент. Сущность изобретения: после размещения в калориметрической ячейке реакционного сосуда с веществом осуществляют установление регулярного теплового режима в калориметре путем подвода к ячейке тепловой мощности от ее нагревателя. В момент выравнивания температур ячейки и массивного блока калориметра инициируют исследуемый тепловой процесс. Измеряют тепловую мощность Q1, выделяемую в ячейке. При повторном установлении в калориметре регулярного теплового режима измерение Q1 прекращают. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2065587
Класс(ы) патента: G01K17/00
Номер заявки: 92015469/28
Дата подачи заявки: 30.12.1992
Дата публикации: 20.08.1996
Заявитель(и): Институт структурной макрокинетики РАН
Автор(ы): Машкинов Л.Б.; Штейнберг М.Н.; Бабаян К.А.; Батылин В.В.
Патентообладатель(и): Институт структурной макрокинетики РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к области калориметрии, в частности к способу измерения импульсных тепловыделений.
Известны способы измерения теплоты (авт.свид. СССР N1229605, кл.G01K 17/00, 1986, авт.свид. СССР N657279, кл.G01K 17/00, 1979).
Наиболее близким к изобретению является способ по а.с. N637732, включающий размещение в калориметрической ячейке реакционного сосуда с веществом, перегрев его относительно рабочей температуры калориметра, инициирование исследуемого процесса и одновременное включение интегратора, который отключают на том же уровне спада теплового потока от исследуемого процесса.
Недостатками этого способа являются:
1. Большая длительность процесса измерения за счет необходимости перегрева сосуда с веществом относительно рабочей температуры калориметра и ожидания естественного пассивного спада теплового потока от перегрева до регулярного значения.
2. Погрешность измерения, связанная с неидентичностью переходных процессов, идущих от источников тепла различной локализации: химическое тепловыделение внутри калориметрического сосуда и "джоулевое" тепловыделение в нагревателе калориметрической ячейки (К.Я.).
3. Сложность устройства, обусловленная необходимостью подбирать температуру перегрева реакционного сосуда с веществом в зависимости от шкалы калориметра.
Для повышения быстродействия, точности и упрощения способа одновременно с внесением в КЯ реакционного сосуда с веществом осуществляют ее активное терморегулирование путем подвода к КЯ тепловой мощности от ее нагревателя в течение времени, необходимого для выравнивания температур КЯ и массивного термостатирующего блока, после чего инициируют исследуемый тепловой процесс и одновременно измеряют тепловыделение в КЯ, прекращая его при повторном установлении в калориметре регулярного режима, а искомое тепловыделение вычисляют по формуле:
Q Q1 + Q2,
где Q1 результат измерения тепловыделения в КЯ;

где Wn пороговое значение теплового потока в момент времени tn, соответствующий повторному установлению в калориметре регулярного режима;
K калибровочный коэффициент;
τ постоянная времени калориметра.
На чертеже приведен график изменения во времени теплового потока в калориметре в процессе измерения.
Исходному состоянию калориметрической ячейки соответствует участок графика 0 t1 "экспериментальный нуль" сигнала дифференциальной термобатареи. Температура реакционного сосуда с веществом ниже рабочей температуры калориметра. В момент времени t1 в калориметрическую ячейку вносят сосуд с веществом и одновременно включают терморегулирование КЯ, используя в качестве чувствительного элемента дифференциальную измерительную термобатарею, в качестве усилителя измерительный усилитель калориметра, в качестве нагревателя нагреватель калориметрической ячейки. Благодаря охвату КЯ с реакционным сосудом глубокой тепловой отрицательной обратной связью их эквивалентная постоянная времени уменьшается в Kу·β раз, где Ky - коэффициент усиления усилительного тракта, β коэффициент обратной связи. В результате время установления теплового равновесия в калориметре (участок t1 t2 на графике) сокращается. В момент времени t2 инициируют исследуемый тепловой процесс и одновременно включают интегратор, который выключают в момент времени t3, соответствующий регулярному характеру спада теплового потока W(t). Поскольку на участке t3- ∞ графика кривая спада имеет регулярный (экспоненциальный) характер, остаток измеряемого количества тепла пропорционален площади, ограниченной этой кривой и осью абсцисс, и может быть вычислен по формуле

где Q2 количество тепла, Wn пороговое значение теплового потока в момент времени tn, K коэффициент, определяемый калибровкой калориметра, τ постоянная времени калориметра. Вычисленное значение теплоты Q2 суммируют с показаниями интегратора. На этом процесс измерения заканчивается.
Благодаря активному терморегулированию реакционного сосуда с веществом после ввода его в калориметрическую ячейку сокращается время выравнивания температур КЯ и массивного блока. Отпадает необходимость в перегреве реакционного сосуда относительно рабочей температуры калориметра. Тем самым упрощается настройка шкал, устраняется погрешность, связанная с неидентичностью тепловых переходных процессов, связанных различной локализацией источников химического тепловыделения и джоулева тепловыделения в нагревателе КЯ.
Экспериментальная проверка данного способа показала, что время измерения сокращается в 2,5 раза, а погрешность в 2 раза по сравнению с прототипом.
Формула изобретения: Способ измерения импульса тепла, включающий размещение в калориметрической ячейке реакционного сосуда с веществом, инициирование исследуемого теплового процесса после установления в калориметре регулярного теплового режима, измерение одновременно с инициированием тепловой мощности Q1, выделяемой в ячейке, которое прекращают при повторном установлении в калориметре регулярного режима, отличающийся тем, что установление регулярного теплового режима проводят путем подвода к калориметрической ячейке тепловой мощности от ее нагревателя, инициирование исследуемого теплового процесса осуществляют в момент выравнивания температур калориметрической ячейки и массивного блока калориметра, а искомое тепловыделение Q определяют по формуле

где Wn- пороговое значение теплового потока в момент времени tn,
K калибровочный коэффициент,
τ постоянная времени калориметра.