건축 자재의 열전도율을 결정하는 특징. 과학 및 교육의 현대 문제 열전도율 측정을 위한 열선 방법의 특징

UDC 536.2.083; 536.2.081.7; 536.212.2; 536.24.021 A.V. Luzina, A.V. Rudin

고정 열 흐름 방법에 의한 금속 샘플의 열전도율 측정

주석. 기술이 설명되어 있고 디자인 특징고정 열 흐름 방법으로 균질한 원통형 막대 또는 얇은 직사각형 판 형태로 만들어진 금속 샘플의 열전도율을 측정하기 위한 설비. 테스트 샘플의 가열은 짧은 펄스의 직접적인 전기 가열에 의해 수행됩니다. 교류, 방열판의 기능을 동시에 수행하는 거대한 구리 전류 클램프에 고정됩니다.

키워드: 열전도 계수, 샘플, 푸리에의 법칙, 고정 열전달, 측정 장치, 변압기, 멀티미터, 열전대.

소개

무작위로 움직이는 입자(전자, 분자, 원자 등)를 통해 고체의 더 가열된 부분에서 덜 가열된 부분으로 열 에너지가 전달되는 것을 열 전도 현상이라고 합니다. 열전도 현상에 대한 연구는 석유, 항공 우주, 자동차, 야금, 광업 등과 같은 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

열 전달에는 대류, 열 복사 및 열전도율의 세 가지 주요 유형이 있습니다. 열전도율은 물질의 특성과 물리적 상태에 따라 다릅니다. 이 경우, 액체 및 고체(유전체)에서 에너지 전달은 탄성파, 기체-원자(분자)의 충돌 및 확산, 금속-자유 전자의 확산 및 열 진동의 도움으로 수행됩니다. 격자의. 신체의 열 전달은 기체 상태인지 액체 상태인지 고체 상태인지에 따라 다릅니다.

액체의 열전도 메커니즘은 기체의 열전도 메커니즘과 다르며 고체의 열전도와 공통점이 많습니다. 온도가 높은 영역에서는 진폭이 큰 분자의 진동이 있습니다. 이러한 진동은 인접한 분자로 전달되어 열 운동 에너지가 층에서 층으로 점진적으로 전달됩니다. 이 메커니즘은 상대적으로 작은 열전도율 값을 제공합니다. 온도가 증가함에 따라 대부분의 액체에 대해 열전도율이 감소합니다(예외는 물과 글리세린이며 온도가 증가함에 따라 열전도율이 증가함).

이상 기체에서 분자 운동에 의한 운동 에너지 전달 현상은 열 전도를 통한 열 전달 때문입니다. 분자 운동의 무작위성으로 인해 분자는 모든 방향으로 움직입니다. 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동할 때 분자는 쌍 충돌로 인해 운동 운동 에너지를 전달합니다. 분자 운동의 결과로 온도가 점진적으로 균등화됩니다. 불균등하게 가열된 가스에서 열 전달은 분자의 무작위(무질서한) 이동 중에 일정량의 운동 에너지가 전달되는 것입니다. 온도가 낮아지면 기체의 열전도율이 감소합니다.

금속에서 주요 열 전달기는 이상적인 단원자 기체에 비유될 수 있는 자유 전자입니다. 따라서 약간의 근사값으로

건물의 열전도율 계수 및 단열재온도에 따라 증가하고 부피 밀도에 따라 증가합니다. 열전도율 계수는 재료의 다공성 및 수분 함량에 크게 의존합니다. 열 전도성 다양한 재료범위에서 다양합니다: 2-450 W/(m·K) .

1. 열방정식

열전도 법칙은 단위 시간당 열전달 경로의 단위 길이당 온도차에 대한 열 흐름의 비례에 대한 푸리에의 가설을 기반으로 합니다. 수치적으로 열전도율 계수 숫자와 동일단위 표면을 통해 단위 시간당 흐르는 열. 법선의 단위 길이당 온도 강하는 1도입니다.

푸리에의 법칙에 따르면 표면 열유속 밀도 h는 에 비례합니다.

최종 온도 구배 -:

여기서 인자 X를 열전도 계수라고 합니다. 마이너스 기호는 열이 온도가 감소하는 방향으로 전달됨을 나타냅니다. 등온 표면의 단위를 통해 단위 시간당 통과한 열의 양을 열유속 밀도라고 합니다.

등온면 B를 통해 단위 시간당 통과하는 열의 양을 열유속이라고 합니다.

오 = | chB = -1 -kdP^B. (1.3)

시간 t 동안 이 표면 S를 통과한 총 열량은 방정식에서 결정됩니다.

From=-DL-^t. (1.4)

2. 열전도율의 경계조건

존재하다 다양한 조건독창성 : 기하학적 - 열전도 과정이 일어나는 신체의 모양과 치수를 특성화합니다. 물리적 - 신체의 물리적 특성을 특징 짓는 것; 일시적 - 초기 순간에 체온 분포를 특성화합니다. 경계 - 신체와 환경의 상호 작용을 특성화합니다.

제1종 경계 조건. 이 경우, 신체 표면의 온도 분포는 매 순간 설정됩니다.

두 번째 종류의 경계 조건. 이 경우 언제든지 신체 표면의 각 지점에 대한 열유속 밀도 값은 다음과 같이 주어집니다.

야라 \u003d I (X, Y, 2.1).

세 번째 종류의 경계 조건. 이 경우 매체 T0의 온도와 이 매체와 본체 표면의 열교환 조건이 설정됩니다.

IV 종류의 경계 조건은 몸체의 접촉면을 통과하는 열유속의 평등을 기반으로 형성됩니다.

3. 열전도율 측정을 위한 실험 설정

현대적인 방법열전도 계수의 결정은 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 고정 열 흐름 방법과 비 고정 열 흐름 방법.

첫 번째 방법 그룹에서 몸체 또는 몸체 시스템을 통과하는 열유속은 크기와 방향이 일정하게 유지됩니다. 온도 필드는 고정되어 있습니다.

비정상 체제 방법은 시간에 따라 변하는 온도장을 사용합니다.

이 연구에서는 고정 열 흐름 방법 중 하나인 Kohlrausch 방법을 사용합니다.

금속 샘플의 열전도율을 측정하기 위한 설비의 블록 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 하나.

쌀. 1. 측정 설정의 블록 다이어그램

설치의 주요 요소는 1 차 권선이 LATR 10 유형의 자동 변압기에 연결되고 6 개의 권선이있는 직사각형 구리 버스로 만들어진 2 차 권선이 직접 연결된 전력 강압 변압기 7입니다. 동시에 방열판 - 냉장고의 기능을 수행하는 거대한 구리 전류 클램프 2 . 테스트 샘플 1은 방열판의 기능을 동시에 수행하는 거대한 구리 볼트(그림에는 표시되지 않음)를 사용하여 거대한 구리 전류 클램프 2에 고정됩니다. 테스트 샘플의 다양한 지점에서 온도 제어는 chromel-copel 열전대 3과 5를 사용하여 수행되며, 그 끝은 샘플 1의 원통형 표면에 직접 고정되어 있습니다. 하나는 샘플의 중앙 부분에 있고 다른 하나는 샘플의 끝에서. 열전대 3 및 5의 자유단은 0.5°C의 정확도로 온도 측정을 허용하는 DT-838 4 및 6 유형의 멀티미터에 연결됩니다. 샘플은 전력 변압기 7의 2차 권선에서 짧은 교류 펄스로 직접 전기 가열하여 가열됩니다. 테스트 샘플의 전류 측정은 링의 2차 권선 전압을 측정하여 간접적으로 수행됩니다. 변류기(8)의 1차 권선은 환형 자기 코어의 자유 갭을 통과하는 전력 변압기(7)의 2차 권선의 전력 버스이다. 변류기의 2 차 권선 전압 측정은 멀티 미터 9로 수행됩니다.

테스트 샘플의 펄스 전류 크기의 변화는 선형 자동 변압기 10(LATR)을 사용하여 수행되며, 1차 권선은 직렬 연결된 주전원 퓨즈 13을 통해 220V의 전압으로 AC 네트워크에 연결됩니다. 및 버튼 12. 직접 전기 가열 모드에서 테스트 샘플에 걸친 전압 강하는 전류 클램프 2에 직접 병렬로 연결된 멀티미터 14를 사용하여 수행됩니다. 전류 펄스의 지속 시간은 연결된 전기 스톱워치 11을 사용하여 측정됩니다. 선형 자동 변압기 10의 1차 권선. 테스트 샘플의 가열 모드를 켜고 끄는 것은 버튼 12에 의해 제공됩니다.

위에서 설명한 설치에서 열전도 계수를 측정할 때 다음 조건을 충족해야 합니다.

전체 길이에 따른 테스트 샘플 섹션의 균질성;

시험편의 직경은 0.5mm에서 3mm 사이여야 합니다. 화력에서 눈에 띄게 될 것입니다 전력 변압기, 테스트 샘플에는 없음).

샘플 길이에 대한 온도 의존성의 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 2.

쌀. 2. 샘플 길이에 따른 온도 의존성

다이어그램에서 볼 수 있듯이 연구 중인 샘플의 길이에 대한 온도 의존성은 샘플의 중앙 부분에서 뚜렷한 최대값을 갖는 선형이며 끝에서 최소(일정)로 유지되고 온도와 동일합니다. 환경이 실험 설정에서 3분을 초과하지 않는 열전달의 평형 모드를 설정하기 위한 시간 간격 동안, 즉 180초.

4. 열전도 계수에 대한 작업 공식의 유도

통과하는 동안 도체에서 방출되는 열의 양 전류, Joule-Lenz 법칙에 의해 결정될 수 있습니다:

Qel = 12-I^ = 및 I I, (4.1)

어디서? u, I - 테스트 샘플의 전압 및 전류 강도; 나는 샘플 저항입니다.

길이가 t이고 단면이 5인 균일한 원통형 막대의 형태로 만들어진 시간 간격 t 동안 연구 중인 샘플의 단면을 통해 전달된 열의 양은 푸리에 법칙(1.4)에 따라 계산할 수 있습니다.

Qs \u003d R-dT- 5-t, (4.2)

여기서 5 \u003d 2-5 기본, 5 기본 \u003d ^ 4-, \u003d 2-DT \u003d 2-에서 (Gmax -Gtk1); dt = Dt = 1-t.

여기서 계수 2와 1/2는 열유속이 다음에서 향함을 나타냅니다.

샘플의 중심에서 끝까지, 즉 두 개의 스트림으로 나뉩니다. 그 다음에

^^b \u003d S-R-(Gmax -Tm | n) -B^. (4.3)

5. 측면의 열 손실에 대한 설명

§Ozhr = 2- Bbok -Dtha, (5.1)

여기서 Bbok = n번째-1; a는 치수가 있는 환경과 테스트 샘플 표면의 열전달 계수입니다.

온도차

DGx \u003d Tx - T0cr, (5.2)

여기서 Tx는 샘플 표면의 주어진 지점에서의 온도입니다. Gocr - 주변 온도는 길이에 대한 샘플 온도 의존성의 선형 방정식에서 계산할 수 있습니다.

Tx = T0 + k-x, (5.3)

여기서 각도 계수 k는 길이에 대한 샘플 온도의 선형 의존성 기울기의 탄젠트를 통해 결정할 수 있습니다.

DT T - T T - T

k \u003d f \u003d MT * \u003d Tmax Ttt \u003d 2 "최대 Vr.(5.4)

식 (5.2), (5.3) 및 (5.4)를 식 (5.1)에 대입하면 다음을 얻습니다.

SQaup \u003d 2a-nd■ dx■ (+ kx-T0Kr) dt,

여기서 T0 Tszhr.

8Q0Kp = 2a.nd ■ kx ■ dx ■ dt. (5.5)

식 (5.5)를 적분하면 다음을 얻습니다.

Q0Kp = 2nd■ dk j jdt■ x■ dx = 2nd-a-k■-I - | ■ t = -4a^nd■ k■ I2 ■ t. (5.6)

얻어진 식 (4.1), (4.3), (5.6)을 열수지 방정식에 대입

UIt = 8 ■X ■ S^ ^^-o ■t + -a^n ■d ■ -(Tmax - To) ■t.

열전도 계수에 대한 결과 방정식을 풀면 다음을 얻습니다.

u1 a £2 , l

결과 식은 상대 오차가 있는 연구 중인 일반적인 샘플에 대해 수행된 계산에 따라 얇은 금속 막대의 열전도 계수를 결정할 수 있습니다.

AU f (AI f (L(LH) ^ (At2)

1.5%를 초과하지 않습니다.

서지

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Luzina Anna Vyacheslavovna Luzina Anna Vyacheslavovna

학부생, 석사과정 학생,

Penza State University Penza State University 이메일: [이메일 보호됨]

루딘 알렉산더 바실리에비치

물리 및 수리 과학 후보자, 부교수, Penza State University 물리학과 부국장 E-mail: [이메일 보호됨]

루딘 알렉산더 바실"예비치

물리 및 수학 과학 후보자, 부교수,

Penza State University 물리학과 부국장

UDC 536.2.083; 536.2.081.7; 536.212.2; 536.24.021 Luzina, A.V.

고정 열 흐름 방식에 의한 금속 샘플의 열전도율 측정 /

A. V. Luzina, A. V. Rudin // Penza State University의 게시판. - 2016. - 제3호(15호). -와 함께. 76-82.

2

1 고등의 국가 예산 교육 기관 직업 교육모스크바 지역 "국제 자연, 사회 및 인간 대학 "Dubna"(대학 "Dubna")

2 CJSC 기술인수를 위한 지역간 생산 협회 TECHNOKOMPLEKT (CJSC MPOTK TECHNOKOMPLEKT)

다결정 다이아몬드 판의 열전도율을 측정하는 방법이 개발되었습니다. 이 방법에는 플레이트의 반대쪽에 브리지 방식에 따라 만들어진 두 개의 박막 저항 온도계를 적용하는 것이 포함됩니다. 한편, 저항 온도계 중 하나의 위치에서 플레이트는 뜨거운 구리 막대와 접촉하여 가열됩니다. 반대쪽(다른 저항 온도계 위치)에서 플레이트는 수냉식 구리 막대와 접촉하여 냉각됩니다. 판을 통해 흐르는 열유속은 뜨거운 구리 막대에 장착된 열전대로 측정되고 자동 장치로 제어됩니다. 진공증착법으로 증착된 박막저항체온계는 두께가 50나노미터로 판면과 거의 일체화되어 있다. 따라서 측정된 온도는 플레이트의 반대쪽 표면 온도와 정확히 일치합니다. 박막 저항 온도계의 높은 감도는 저항기의 저항 증가로 인해 보장되므로 최소 20V의 브리지 공급 전압을 사용할 수 있습니다.

열 전도성

다결정 다이아몬드 판

박막 브리지 온도 센서

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최신 전자 부품, 특히 전력 전자 장치는 상당한 양의 열을 발생시킵니다. 제공하기 위해 안정적인 작동이러한 구성 요소 중 현재 매우 높은 열전도율을 가진 합성 다이아몬드 판을 사용하는 방열판 장치가 만들어지고 있습니다. 이러한 재료의 열전도율을 정확하게 측정하는 것은 최신 전력 전자 장치를 만드는 데 매우 중요합니다.

주 방열판 방향(판 두께에 수직)에서 허용 가능한 정확도로 열전도율을 측정하려면 열전도율이 매우 높기 때문에 표면 밀도가 20 이상인 샘플 표면에 열유속을 생성해야 합니다. 다결정 다이아몬드 방열판. 레이저 시스템을 사용하여 문헌에 설명된 방법( 참조)은 3.2의 불충분한 표면 열유속 밀도를 제공하고 추가로 측정된 샘플의 바람직하지 않은 가열을 유발합니다. 집속빔으로 시료를 펄스 가열하여 열전도율을 측정하는 방법과 광음향 효과를 이용하는 방법은 직접적인 방법이 아니므로 요구되는 수준의 측정 신뢰도와 정확도를 제공할 수 없으며 복잡한 장비와 번거로운 계산이 필요합니다. . 평면 열파의 원리에 기반한 논문에서 설명하는 측정 방법은 상대적으로 열전도율이 낮은 재료에만 적합합니다. 고정 열전도율 방법은 판을 따라 있는 방향으로만 열전도율을 측정하는 데 사용할 수 있으며 이 방향은 열 제거의 주요 방향이 아니며 과학적 관심 대상도 아닙니다.

선택한 측정 방법에 대한 설명

고정 열유속의 필요한 표면 밀도는 다이아몬드 판의 한 면에 있는 뜨거운 구리 막대와 다이아몬드 판의 반대쪽에 있는 차가운 구리 막대를 접촉하여 제공할 수 있습니다. 측정된 온도 차이는 예를 들어 2°C와 같이 작을 수 있습니다. 따라서 접촉점에서 플레이트 양면의 온도를 정확하게 측정할 필요가 있습니다. 이것은 판 표면에 온도계의 브리지 측정 회로를 진공 증착하여 제작할 수 있는 소형 박막 저항 온도계의 도움으로 수행할 수 있습니다. 이 논문은 우리의 경우에 이 기술을 사용할 가능성과 유용성을 확인하는 소형 고정밀 박막 저항 온도계의 설계 및 제조에 대한 우리의 이전 경험을 설명합니다. 박막 온도계는 두께가 50~80nm로 매우 얇기 때문에 온도가 증착되는 판 표면의 온도와 다르지 않습니다. 뜨거운 구리 막대는 필요한 화력을 제공하기 위해 상당한 길이 동안 막대를 감싼 전기 절연 니크롬 와이어로 가열됩니다. 구리 막대의 열전도율은 막대의 축 방향으로 밀도가 20 이상인 열유속의 전달을 보장합니다. 이 열유속은 막대 축을 따라 두 섹션에서 서로 주어진 거리에 위치한 두 개의 얇은 크롬-알루멜 열전대를 사용하여 측정됩니다. 판을 통과하는 열유속은 수냉식 구리 막대를 통해 제거됩니다. DowCorningTC-5022 실리콘 그리스는 구리 막대와 판의 접촉 지점에서 열 저항을 줄이는 데 사용됩니다. 열 접촉 저항은 측정된 열유속의 크기에 영향을 미치지 않으며 플레이트와 히터의 온도를 약간 증가시킵니다. 따라서 열 제거의 주요 방향에서 판의 열전도율은 판을 통과하는 열유속의 크기와 표면의 온도차 크기를 직접 측정하여 결정됩니다. 이러한 측정을 위해 약 8x8mm 크기의 샘플 플레이트를 사용할 수 있습니다.

박막 저항 온도계는 열 제거 다이아몬드 판을 포함하는 전력 전자 제품의 작동을 모니터링하기 위해 미래에 사용될 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 문헌은 또한 전원 모듈의 내장 열 모니터링의 중요성을 강조합니다.

스탠드 디자인, 주요 요소 및 장치에 대한 설명

박막 브리지 온도 센서

고정밀 온도 측정을 위해 저항 온도계의 브리지 회로는 마그네트론 스퍼터링에 의해 다결정 인공 다이아몬드 판의 표면에 증착됩니다. 이 회로에서 두 개의 저항은 백금 또는 티타늄으로 만들어지고 나머지 두 개는 니크롬으로 만들어집니다. 실온에서 4개의 저항기 모두의 저항은 동일하고 동일합니다. 두 개의 저항이 백금으로 만들어진 경우를 고려하십시오.온도가 변하면 저항의 저항이 증가합니다.

저항 합계: . 브리지 저항은 . 브리지의 측정 대각선의 신호 값은 다음과 같습니다. 음= 나 1 아르 자형 0 (1+ 3,93.10 -3 Δ 티)- 나 4 아르 자형 0 ( 1+0,4.10 -3 Δ 티) .

몇 도의 작은 온도 변화로 총 브리지 저항이 R0이고 브리지 암을 통과하는 전류가 0.5.U0/R0이라고 가정할 수 있습니다. 여기서 U0은 브리지 공급 전압입니다. 이러한 가정 하에서 다음과 같은 측정 신호 값을 얻습니다.

음= 0,5. 유 0 . 3,53.10 -3 Δ 티= 1,765.10 -3 .유 0 Δ 티.

값을 가정해 봅시다. Δ 티= 2? 씨, 그런 다음 20V의 공급 전압에서 다음과 같은 측정 신호 값을 얻습니다. 음\u003d 70mV 측정기의 오차가 70μV 이하임을 고려하면 플레이트의 열전도율은 0.1% 이상의 오차로 측정할 수 있습니다.

스트레인 및 서미스터의 경우 소산 전력은 일반적으로 200mW 이하로 간주됩니다. 공급 전압이 20V인 경우 이는 브리지 저항이 최소 2000옴이어야 함을 의미합니다. 기술적인 이유로 써미스터는 너비가 30미크론이고 간격이 30미크론인 n개의 나사산으로 구성되어 있습니다. 저항 스레드의 두께는 50nm입니다. 저항 나사의 길이는 1.5mm입니다. 그런 다음 백금 스레드 하나의 저항은 106옴입니다. 20개의 백금 스레드는 2120옴의 저항을 가진 저항을 구성합니다. 저항의 너비는 1.2mm입니다. 하나의 니크롬 스레드의 저항은 1060옴입니다. 따라서 니크롬 저항은 2개의 스레드와 0.12mm의 너비를 갖습니다. 저항이 2개일 때 아르 자형 0 , 아르 자형 3 티타늄으로 만들어지면 센서의 감도가 12% 감소하지만 20개의 백금 스레드 대신 4개의 티타늄 스레드로 저항을 만들 수 있습니다.

그림 1은 박막 브리지 온도 센서의 다이어그램을 보여줍니다.

그림 1. 박막 브리지 온도 센서

플레이트 샘플 1의 크기는 8x8mm이고 두께는 0.25mm입니다. 치수는 백금 저항기, 니크롬 저항기를 사용한 경우에 해당합니다. 서로에 대한 2개의 저항기 연결(음영 처리), 전원 버스의 접촉 패드 3,4,5,6 및 측정은 구리-니켈 도체로 이루어집니다. 한편으로는 히터(7)의 구리 봉과, 다른 한편으로는 쿨러와 접촉하는 원의 직경은 5mm이다. 그림 1에 표시 회로도저항 온도계는 샘플 플레이트의 양면에 적용됩니다. 전기 절연을 위해 각 저항 온도계의 표면은 진공 증착을 사용하여 이산화규소 또는 산화규소의 박막으로 코팅됩니다.

가열 및 냉각 장치

다이아몬드 판의 두 표면 사이에 고정된 온도 차이를 생성하기 위해 히터와 냉각기가 사용됩니다(그림 2).

쌀. 2. 스탠드 방식:

1 - 하우징, 2 - 냉각 하우징, 3 - 다이아몬드 플레이트, 4 - 히터 로드, 5 - 니크롬 와이어, 6 - 유리, 7 - 단열재, 8 - 마이크로미터 나사, 9 - 하우징 커버, 10 - Belleville 스프링, 11, 12 - 열전대, 13 - 강구,

14 - 베이스 플레이트, 15 - 나사.

히터는 전기적으로 절연된 니크롬 와이어(5)로 구성되며 히터(4)의 구리 막대에 감겨 있습니다. 외부에서 히터는 단열재(7)로 둘러싸인 구리 튜브(6)로 닫힙니다. 하부에서 구리 막대 4의 직경은 5mm이고 로드(4)의 끝은 다이아몬드 플레이트(3)의 표면과 접촉합니다. 반대쪽에서 다이아몬드 플레이트는 물에 의해 냉각된 구리 본체(2)의 상부 원통부(냉각체)와 접촉한다. 11,12-크로멜-알루멜 열전대.

열전대 11로 측정한 온도 - 열전대 12로 측정한 온도 - 히터 측에서 플레이트 3 표면의 온도 - 냉각기 측에서 플레이트 3 표면 온도 - 물 온도. 설명 된 장치에서 다음 방정식을 특징으로 하는 열교환 프로세스가 발생합니다.

(1)

( (2)

) (4)

여기서: - 히터의 전력,

히터 효율,

구리의 열전도율,

l은 접촉봉의 길이,

d- 접촉 막대의 직경,

플레이트 3의 예상 열전도율,

판의 t-두께,

유속에 대한 열 제거 계수,

냉각 표면적,

물의 체적 열용량,

D- 냉각 케이스의 수도관 직경,

수온의 변화.

판의 온도차가 2°C라고 가정합니다. 그런 다음 열유속(20)이 판을 통과합니다.5mm의 구리 막대 직경에서 이 열유속은 392.4W의 전력에 해당합니다. 히터의 효율을 0.5로 하면 히터의 전력은 684.8W입니다. 방정식 (3.4)에서 물은 온도를 거의 변화시키지 않으며 다이아몬드 판 3 표면의 온도는 11이 될 것이며 = 248ºC입니다.

구리 막대 4를 가열하기 위해 절연 된 니크롬 와이어 5가 사용됩니다. 히터 와이어의 끝은 부품 4의 홈을 통해 나옵니다. 히터 와이어는 더 두꺼운 구리선 TRM148 레귤레이터에 의해 제어되는 PR1500 트라이악 전력 증폭기에 연결됩니다. 컨트롤러 프로그램은 컨트롤러에 대한 피드백으로 사용되는 열전대 11에 의해 측정된 온도에 따라 설정됩니다.

샘플 냉각 장치는 상부에 직경 5mm의 접촉 실린더가 있는 구리 본체 2로 구성됩니다. 케이스 2는 수냉식입니다.

가열 장치는 Belleville 스프링 10에 장착되고 부품 4의 홈에 있는 볼 13을 사용하여 가는 나사 8의 머리에 연결됩니다. 스프링 10을 사용하면 전압을 조정할 수 있습니다. 로드(4)와 샘플(3)의 접촉. 이것은 키로 가는 나사(8)의 상부 헤드를 회전시킴으로써 달성됩니다. 나사의 특정 움직임은 알려진 스프링(10)의 힘에 해당합니다. 로드(4)와 본체(2)의 접촉에서 샘플 없이 스프링의 힘의 초기 보정을 함으로써 우리는 스프링(10)의 우수한 기계적 접촉을 달성할 수 있습니다. 허용 응력에서 표면. 접촉 응력을 정확하게 측정해야 하는 경우 보정된 판 스프링이 있는 본체 2를 스탠드 1의 본체 하부에 연결하여 스탠드의 디자인을 수정할 수 있습니다.

열전대 11 및 12는 그림 2와 같이 로드 4 헤드의 좁은 절단부에 설치됩니다. 직경 50미크론의 열전대 와이어 크로멜과 알루멜을 함께 용접하고 전기 절연용 에폭시 접착제로 덮은 다음 열전대에 설치합니다. 접착제로 자르고 고정하십시오. 또한 접합부를 형성하지 않고 각 유형의 열전대 와이어의 끝을 서로 가깝게 코킹할 수 있습니다. 얇은 열전쌍 와이어까지 10cm의 거리에서 레귤레이터와 멀티 미터에 부착 될 같은 이름의 두꺼운 (0.5mm) 와이어를 납땜해야합니다.

결론

본 논문에서 설명한 방법과 측정 장비를 사용하여 합성 다이아몬드 판의 열전도 계수를 고정밀도로 측정할 수 있습니다.

열전도율을 측정하는 방법의 개발은 "가정 및 산업 장비, 운송, 연료 및 에너지 복합 단지에서 사용하기 위한 지능형 전력 전자 제품의 첨단 기술 및 제품 설계 개발"이라는 작업의 틀 내에서 수행됩니다. 특수시스템(다결정다이아몬드 히트싱크가 있는 전원모듈)" 교육과학기술부 재정지원 러시아 연방 2014년 3월 5일자 국가 계약 번호 14.429.12.0001에 따라

검토자:

Akishin P.G., 물리학 및 수학 박사, 선임 연구원(부교수), 연구실 부소장 정보 기술, 핵 연구 공동 연구소(JINR), Dubna;

Ivanov VV, 물리학 및 수학 박사, 선임 연구원(부교수), 수석 연구원, 정보 기술 연구소, 공동 원자력 연구소(JINR), Dubna.

서지 링크

Miodushevsky P.V., Bakmaev S.M., Tingaev N.V. 얇은 판에서 재료의 초고열 전도도의 정확한 측정 // 과학 및 교육의 현대 문제. - 2014. - 5번.
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=15040(액세스 날짜: 2020년 2월 1일). 출판사 "자연사 아카데미"에서 발행하는 저널을 주목합니다.

기술 규제 및 계측을 위한 연방 기관

국가의

기준

러시아인

연합

복합재

공식판

Strshdfttftsm

GOST R 57967-2017

머리말

1 연방 주에서 준비 단일 기업자치 비영리 단체와 함께 "전 러시아 항공 재료 연구소"협회가 참여하는 "복합 재료의 배급, 표준화 및 분류 센터" 법인 TC 497에서 만든 단락 4에 지정된 표준의 영어 버전을 러시아어로 공식 번역한 것을 기반으로 하는 "복합재 제조업체 연합"

2 표준화 기술위원회 TK 497 "복합체, 구조 및 제품"에 의해 도입됨

3 승인 및 주문에 의해 도입 연방 기관기술 규정 및 계측에 관한 2017년 11월 21일자 No. 1785-st

4 이 표준은 ASTM E1225-13 Standard Test Method for Thermal Conductivity of Solids using the Guard ed-Comparative - Longitudinal Heat Flow Technique", MOD)에서 GOST 1.5-에 설정된 규칙과 일치하도록 구조를 변경하여 수정되었습니다. 2001(하위 섹션 4.2 및 4.3).

이 표준은 적용되는 ASTM 표준의 5. 12. 하위 조항 1.2, 1.3을 포함하지 않습니다. 중복성으로 인해 러시아 국가 표준에 사용하는 것은 부적절합니다.

이 표준의 주요 부분에 포함되지 않은 지정된 조항 및 하위 조항은 추가 부록 YES에 제공됩니다.

이 표준의 이름은 GOST R 1.5-2012(하위 섹션 3.5)와 일치하도록 지정된 ASTM 표준의 이름과 관련하여 변경되었습니다.

이 표준의 구조와 지정된 ASTM 표준의 구조를 비교한 내용은 추가 부록 DB에 나와 있습니다.

ASTM 표준에 대한 참조 국가 표준의 준수에 대한 정보. 적용된 ASTM 표준에서 참조로 사용됩니다. 추가 부록 DV에 나와 있습니다.

5 처음으로 소개

이 표준의 적용 규칙은 26절에 명시되어 있습니다. 연방법 2015년 6월 29일 N9 162-FZ "러시아 연방 표준화". 이 표준에 대한 변경 사항에 대한 정보는 연간(현재 연도 1월 1일 기준) 정보 색인 "국가 표준"에 게시되고 변경 사항의 공식 텍스트는 반년 - 월간 정보 색인 "국가 표준"에 게시됩니다. 이 기준을 개정(교체)하거나 취소하는 경우에는 월간정보지표 "국가기준"의 다음 호에 해당 고시를 게재할 예정이다. 관련 정보. 알림 및 텍스트도 정보 시스템 일반적인 사용- 인터넷 상의 기술 규제 및 계측을 위한 연방 기관의 공식 웹사이트에서 ()

© Stamdartinform. 2017년

이 표준은 연방 기술 규제 및 계측 기관의 허가 없이 공식 간행물로서 전체 또는 부분적으로 복제, 복제 및 배포할 수 없습니다.

GOST R 57967-2017

1 사용 영역 .................................................................. ... ...........하나

3 용어, 정의 및 명칭 .................................................................................. ... .......하나

4 방법의 핵심 .................................................................................. .......................................2

5 장비 및 재료 ........................................................................... ...........................................4

6 테스트 준비 ........................................................................... ........... 11

7 테스트 .................................................................................. ...........................................................................12

8 테스트 결과 처리 ........................................................................... ........................... ..십삼

9 테스트 보고서 .................................................................................. ........................... 열세

부록 예(참고용) 구조 요소의 원본 텍스트는 포함되지 않음

적용되는 ASTM 표준 .................................................................. ..15

부록 DB(참고용) 이 표준의 구조와 구조 비교

적용되는 ASTM 표준 .................................................................. ... 18

부록 DV(참고용) ASTM 표준에 대한 참조 국가 표준의 준수에 대한 정보. 적용된 ASTM 표준에서 참조로 사용 ........................................................... ........................................... 19

GOST R 57967-2017

러시아 연방의 국가 표준

복합재

가드 히터로 고정된 1차원 열 흐름 방법에 의한 고체의 열전도율 측정

합성물. 고정된 1차원 열 흐름에 의한 soHds의 열전도율 측정

가드 히터 기술로

도입일 - 2018-06-01

1 사용 영역

1.1 이 국제 표준은 가드 히터가 있는 정상 상태 1차원 열 흐름 방법에 의한 균질한 불투명 고체 폴리머, 세라믹 및 금속 복합 재료의 열전도율 측정을 지정합니다.

1.2 이 국제 표준은 90K ~ 1300K의 온도 범위에서 0.2 ~ 200W/(m-K) 범위의 유효 열전도율을 갖는 시험 재료에 사용하기 위한 것입니다.

1.3 이 국제 표준은 또한 낮은 정확도로 지정된 범위를 벗어난 유효 열전도율을 갖는 재료를 시험하는 데 사용할 수 있습니다.

2 규범적 참조

이 표준은 다음 표준에 대한 규범적 참조를 사용합니다.

GOST 2769 표면 거칠기. 매개변수 및 특성

고스트 R 8.585 국가 시스템측정의 균일성을 보장합니다. 열전대. 정격 정적 변환 특성

참고 -이 표준을 사용할 때 인터넷의 연방 기술 규제 및 계측 기관 공식 웹 사이트 또는 연간 정보 색인 "국가 표준"에 따라 공공 정보 시스템에서 참조 표준의 유효성을 확인하는 것이 좋습니다. , 금년 1월 1일자로 발행된 월간 정보 색인 "국가 표준"의 금년에 발행됩니다. 날짜가 표시되지 않은 참조 표준이 대체된 경우 해당 버전의 변경 사항을 고려하여 해당 표준의 현재 버전을 사용하는 것이 좋습니다. 날짜가 표시된 참조 표준이 대체되는 경우 위에 표시된 승인(승인) 연도가 있는 이 표준 버전을 사용하는 것이 좋습니다. 이 표준의 승인 후 날짜가 지정된 스크리드가 제공된 참조 표준이 변경되어 참조가 제공되는 조항에 영향을 미치는 경우 이 변경을 고려하지 않고 이 조항을 적용하는 것이 좋습니다. 참조 표준이 교체 없이 취소되는 경우 참조가 제공된 조항은 이 참조에 영향을 미치지 않는 부분에 적용하는 것이 좋습니다.

3 용어, 정의 및 기호

3.1 다음 용어는 각각의 정의와 함께 이 표준에서 사용됩니다.

3.1.1 열전도율 /.. W / (m·K): 표면에 수직인 방향의 단위 온도 구배에 대한 단위 면적을 통한 정지 상태에서의 열유속 밀도의 비율.

공식판

GOST R 57967-2017

3.1.2 겉보기 열전도율 겉보기 또는 유효 열전도율을 나타냅니다.

이 표준의 3.2 8에서 다음 지정이 사용됩니다.

3.2.1 X M(T), W/(m·K) - 온도에 따른 참조 샘플의 열전도율.

3.2.2 Eci, W/(m·K) - 상위 기준 샘플의 열전도율.

3.2.3 Xj'. 8t/(m·K) - 하부 기준 샘플의 열전도율.

3.2.4 edT), W / (m·K) - 필요한 경우 열 전달에 대해 보정된 시험 샘플의 열전도도.

3.2.5 X "$ (T), W / (m·K) - 열 전달에 대한 보정 없이 계산된 시험 샘플의 열전도율.

3.2.6 >y(7), W/(m·K) - 온도에 따른 단열재의 열전도율.

3.2.7 T, K - 절대 온도.

3.2.8 Z, m - 패키지 상단에서 측정한 거리.

3.2.9 /, m - 시험 샘플의 길이.

3.2.10 G (, K - Z r에서의 온도

3.2.11 q ", W / m 2 - 단위 면적당 열유속.

3.2.12 ZX LT 등 - 편차 X.G. 등

3.2.13 g A, m은 시편의 반경이다.

3.2.14g in, m - 보호 쉘의 내부 반경.

3.2.15 f 9 (Z), K - 거리 Z에 따른 격납 쉘의 온도.

4 방법의 본질

4.1 일반 계획보안 히터를 사용하여 고정된 1차원 열 흐름 방법이 그림 1에 나와 있습니다. 열전도율을 알 수 없는 테스트 샘플 X s . 추정된 열전도율을 가짐 X s // s . 동일한 단면적 및 열전도율 X^//^를 갖는 열전도율 X m의 두 기준 시편 사이에 하중을 가합니다. 디자인은 히터와 방열판 사이의 양쪽에 테스트 샘플과 참조 샘플이 있는 디스크 히터로 구성된 패키지입니다. 테스트 패키지에 온도 구배가 생성되며, 거의 동일한 온도 구배를 갖는 세로 방향 가드 히터를 사용하여 열 손실을 최소화합니다. 에너지의 약 절반이 각 샘플을 통해 흐릅니다. 평형 상태에서 열전도 계수는 테스트 샘플과 해당 참조 샘플의 측정된 온도 구배* 및 참조 재료의 열전도율로부터 결정됩니다.

4.2 시료가 잘 접촉되도록 백에 힘을 가합니다. 패키지는 열 전도성이 있는 절연 재료로 둘러싸여 있으며, 절연은 온도 T d (2)에 위치한 반경 r 8의 보호 쉘 *로 둘러싸여 있습니다. 상부를 Tt의 온도로 유지하고 하부를 Tin의 온도로 유지하여 백의 온도 구배를 설정합니다. 온도 T 9(Z)는 일반적으로 선형 온도 구배이며, 테스트 패키지에 설정된 구배에 거의 해당합니다. 온도가 T 인 등온 보안 히터 ? (지). 테스트 샘플의 평균 온도와 동일합니다. 특히 고온에서 큰 열 손실이 발생할 수 있으므로 보호 히터 없이 계측기의 측정 셀 설계를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 정상 상태에서 섹션을 따라 온도 구배는 두 개의 참조 샘플과 테스트 샘플을 따라 측정된 온도에서 계산됩니다. 열 전달 보정을 고려하지 않은 X "s의 값은 다음 공식으로 계산됩니다( 관습그림 2).

T 4 -G 3 2 U 2 -Z, Z e -Z 5

어디서 Г, - Z에서의 온도,. K T 2 - Z 2에서의 온도, K G 3 - Z 3에서의 온도. 에게

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Г 4 - Z 4 에서의 온도. 에게;

Г 5 - Z s에서의 온도. 에게:

Г в - Z의 온도 e. 에게:

Z, - 첫 번째 온도 센서의 좌표, m;

Zj - 두 번째 온도 센서의 좌표, m;

Z 3 - 세 번째 온도 센서의 좌표, m;

Z 4 - 네 번째 온도 센서의 좌표, m;

Z 5 - 다섯 번째 온도 센서의 좌표, m;

Z e - 6번째 온도 센서의 좌표, m.

이러한 방식은 각 지점에서 패키지와 절연체 사이의 열 전달과 참조 샘플과 테스트 샘플 사이의 각 계면에서 균일한 열 전달을 고려하지 않기 때문에 이상적입니다. 이 두 가지 가정으로 인해 발생하는 오류는 크게 다를 수 있습니다. 이 두 가지 요소로 인해 제한 사항이 있어야 합니다. 이 방법테스트. 필요한 정확도를 달성하려는 경우.

1 - 보호 쉘의 온도 구배 2 - 패키지의 온도 구배 3 - 열전대: 4 - 클램프.

S - 상부 히터. b - 상부 기준 샘플: 7 - 하부 기준 샘플, c - 하부 히터: c - 냉장고. 10 - 상부 보안 히터: I - 보안 히터

그림 1 - 온도 구배의 대응 관계를 보여주는 일반적인 테스트 패키지 및 격리의 다이어그램

GOST R 57967-2017

7

비

냉장고

Oa oimshprmi

단열재; 2 - 보안 히터. E - 금속 또는 세라믹 보호 쉘: 4 - 히터. S - 기준 샘플, b - 테스트 샘플, x - 열전대의 대략적인 위치

그림 2 - 온도 센서를 설치할 수 있는 위치를 나타내는 보안 히터를 사용한 1차원 고정 열 흐름 방법의 계획

5 장비 및 재료

5.1 참조 샘플

5.1.1 참조 시편의 경우, 참조 재료 또는 참조 재료는 다음과 함께 사용되어야 합니다. 알려진 값열 전도성. 표 1은 일반적으로 인정되는 몇 가지 참고 자료를 나열합니다. 그림 3은 >의 변경 예를 보여줍니다. m 온도 * tura.

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Typlofoaodoost, EGL^m-K)

그림 3 - 기준 물질의 열전도율 기준값

비고 참조 시편용으로 선택한 재료는 측정되는 재료의 열전도율과 가장 가까운 열전도율을 가져야 합니다.

5.1.2 표 1은 완전하지 않으며 다른 자료를 참조로 사용할 수 있습니다. 시험성적서에는 기준물질과 Xm값의 출처를 명시해야 한다.

표 1 - 참고 물질의 특성에 대한 참고 자료

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표 1의 끝

표 2 - 전해철의 열전도율

온도. 에게	열 전도성. 승/(m·K)

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표 3 - 텅스텐의 열전도율

온도, K	열 전도성. 6톤/(mK)

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표 4 - 오스테나이트 강의 열전도율

온도. 에게	열전도율, W/(m·K)

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표 4 끝

5.1.3 모든 기준 물질에 대한 요구 사항에는 전체 작동 온도 범위에 대한 특성의 안정성, 기기 측정 셀의 다른 구성 요소와의 호환성, 온도 센서 부착 용이성 및 정확하게 알려진 열전도율이 포함됩니다. k 의 특정 증가에 대한 열 손실로 인한 오류는 k 및 Jk s 의 변화에 ​​비례하므로 참조 물질 c)는 참조 샘플에 사용해야 합니다. m >에 가장 가깝습니다. s .

5.1.4 시편의 열전도율 k s 가 두 기준 재료의 열전도 계수 값 사이에 있으면 열전도율 k u 가 더 높은 기준 재료를 사용해야 합니다. 패키지를 따라 전체 온도 강하를 줄이기 위해.

5.2 절연 재료

절연 재료로서 분말, 분산 및 섬유 재료는 패키지를 둘러싼 환형 공간으로의 방사형 열유속과 패키지를 따른 열 손실을 줄이는 데 사용됩니다. 단열재를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 요소가 있습니다.

단열재는 예상 온도 범위에서 안정적이고 열전도율 k가 낮고 다루기 쉬워야 합니다.

절연체는 온도 센서와 같은 측정 셀 구성 요소를 오염시키지 않아야 하며 독성이 낮고 전기를 전도하지 않아야 합니다.

분말 및 고체는 압축하기 쉽기 때문에 일반적으로 사용됩니다. 저밀도 섬유 매트를 사용할 수 있습니다.

5.3 온도 센서

5.3.1 각 기준 시료에 최소 2개의 온도 센서를 설치하고 시험 시료에 2개를 설치해야 합니다. 가능하면 참조 샘플과 테스트 샘플에는 각각 3개의 온도 센서가 포함되어야 합니다. 패키지를 따라 온도 분포의 선형성을 확인하거나 보정되지 않은 온도 센서로 인한 오류를 감지하려면 추가 센서가 필요합니다.

5.3.2 온도 센서의 유형은 절연체, 참조 샘플, 테스트 샘플 및 가스에 의해 결정되는 기기의 측정 셀의 크기, 온도 범위 및 기기의 측정 셀의 환경에 따라 다릅니다. 정확도가 충분한 센서는 온도를 측정하는 데 사용할 수 있으며 장치의 측정 셀은 온도 센서에서 나오는 열 흐름의 섭동을 무시할 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다. 일반적으로 열전대가 사용됩니다. 작은 크기와 쉽게 부착할 수 있다는 점은 분명한 장점입니다.

5.3.3 열전대는 직경이 0.1mm를 초과하지 않는 와이어로 만들어져야 합니다. 모든 냉접점은 일정한 온도로 유지되어야 합니다. 이 온도는 냉각된 슬러리, 온도 조절 장치 또는 전자 기준점 보상에 의해 유지됩니다. 모든 열전대는 보정된 와이어 또는 GOST R 8.585에 지정된 오류 제한을 충족하도록 공급자가 인증한 와이어로 만들어야 합니다.

5.3.4 열전대 고정 방법은 그림 4에 나와 있습니다. 내부 접촉은 개별 열전소자를 표면에 용접하여 금속 및 합금에서 얻을 수 있습니다(그림 4a). 맞대기 용접 또는 비드 용접 열전대 접합부는 망치로 두들기거나 접합하거나 용접하여 좁은 홈이나 작은 구멍에 단단히 부착할 수 있습니다(그림 4b, 4c 및 4

5.3.5 그림 46에서 열전대는 방사형 슬롯에 있는 반면 그림 4c에서는 열전대가 재료의 방사형 구멍을 통해 당겨집니다. 8 보호 외피 또는 열전대에 열전대를 사용하는 경우 두 열전대 모두 전기 절연체에 2개

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구멍, 그림 4d에 표시된 열전대 마운트를 사용할 수 있습니다. 마지막 세 가지 경우에 열전대는 적절한 접착제 또는 고온 접착제를 사용하여 단단한 표면에 열적으로 결합되어야 합니다. 그림 4에 표시된 네 가지 절차에는 표면의 템퍼링 와이어, 등온 영역의 와이어 래핑, 가드의 열 접지 와이어 또는 이 세 가지 모두의 조합이 포함되어야 합니다.

5.3.6 온도 센서의 위치가 정확하지 않으면 큰 오류가 발생하기 때문입니다. 센서 사이의 정확한 거리를 결정하고 부정확성으로 인해 발생할 수 있는 오류를 계산하는 데 특별한 주의를 기울여야 합니다.

c - 신호가 재료를 통과하는 방식으로 시험 표본 또는 참조 표본에 용접된 분리된 열전소자가 있는 내부 치즈 쇼이. 6 - 베어 와이어 또는 세라믹 절연 열전대 센서를 부착하기 위한 평평한 표면의 방사형 홈; c 시험편 또는 기준 조각을 관통하는 작은 방사형 구멍과 절연되지 않은(재료가 전기 절연체인 경우 허용됨) 구멍을 통해 나사산으로 연결된 절연 열전대 구멍에 대해

그림 4 - 열전대 장착

비고 모든 경우에 열전대는 열접점으로 또는 열접점으로부터의 열 흐름으로 인한 측정 오류를 최소화하기 위해 열 경화되거나 격납용기에 열 접지되어야 합니다.

5.4 로딩 시스템

5.4.1 시험방법은 온도센서가 경계면의 rk 내에 있을 때 기준시편과 시험편 사이의 경계면에 걸쳐 균일한 열전달을 요구한다. 이를 위해서는 균일한 접촉 저항을 확보해야 합니다.

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경계면에서 전도성 매체와 함께 축방향 하중을 가하여 생성될 수 있는 기준 시편과 시편의 인접 영역에서의 변동. 보호 목적으로 필요한 경우가 아니면 진공에서 측정을 수행하지 않는 것이 좋습니다.

5.4.2 열전도율이 낮은 재료를 시험할 때는 얇은 시험편을 사용하므로 온도센서는 표면 가까이에 설치한다. 이러한 경우 열전도율이 높은 액체, 페이스트, 부드러운 금속 호일 또는 스크린의 매우 얇은 층이 인터페이스에 도입되어야 합니다.

5.4.3 측정 기기의 설계는 기준 샘플과 시험 샘플 사이의 경계면에서 계면 저항을 최소화하기 위해 패키지를 따라 재현 가능하고 일정한 하중을 가하는 수단을 제공해야 합니다. 하중은 공압, 유압, 스프링 작용 또는 하중 위치 지정에 의해 가해질 수 있습니다. 위의 하중 적용 메커니즘은 패키지 온도가 변해도 일정합니다. 어떤 경우에는 시편의 압축강도가 너무 낮아서 가해지는 힘이 상부 기준 시편의 무게에 의해 제한되어야 합니다. 이 경우 접촉 불량으로 인해 발생할 수 있는 오류에 특별한 주의를 기울여야 하며, 이에 대해 온도 센서는 인터페이스의 열 흐름 방해에서 멀리 떨어져 있어야 합니다.

5.5 보호 쉘

5.5.1 테스트 샘플과 참조 샘플로 구성된 패키지는 정확한 원형 대칭을 가진 보호 덮개로 둘러싸여 있어야 합니다. 보호 피복은 금속 또는 세라믹일 수 있으며 내부 반경은 비율 r^r A가 2.0에서 3.5 사이가 되도록 해야 합니다. 가드 쉘은 쉘을 따라 온도 프로파일을 제어하기 위해 최소한 하나의 가드 히터를 포함해야 합니다.

5.5.2 격납용기는 표면 온도가 등온이고 시험 시료의 평균 온도와 거의 같거나 격납용기의 상단과 하단에서 패키지를 따라 해당 위치. 각각의 경우에 온도 프로파일을 측정하기 위해 사전 조정된 지점(그림 2 참조)의 격리실에 최소 3개의 온도 센서를 설치해야 합니다.

5.6 측정 장비

5.6.1 온도 센서와 센서 출력을 측정하는 데 사용되는 측정 기기의 조합은 ±0.04K의 온도 측정 정확도와 ±0.5% 미만의 절대 오차를 제공하기에 적절해야 합니다.

5.6.2 이 방법을 위한 측정 장비는 필요한 온도를 유지하고 온도 측정의 정확도에 상응하는 정확도로 모든 관련 출력 전압을 측정해야 합니다. 온도 센서.

6 테스트 준비

6.1 시험편 요구사항

6.1.1 이 방법으로 시험된 시편은 캔디 기하학에 국한되지 않는다. 가장 바람직하게는 원통형 또는 각형 시편을 사용하는 것입니다. 시험편과 기준편의 전도영역은 1%이내로 동일하여야 하며 면적차이는 결과를 계산할 때 고려하여야 한다. 원통형 구성의 경우 시편과 기준 시편의 반경은 ± 1 % 이내로 일치해야 합니다. 시험할 시편의 반경 r A는 r B fr A가 2.0과 3.5 사이가 되도록 해야 합니다. 테스트 및 참조 샘플의 각 평평한 표면은 GOST 2789에 따라 R a 32 이하의 표면 거칠기로 평평해야 합니다. 각 표면의 법선은 ± 10의 정확도로 샘플 축과 평행해야 합니다. 분

비고 어떤 경우에는 이 요구사항이 필요하지 않습니다. 예를 들어, 일부 기기는 > 값이 높은 참조 샘플과 테스트 샘플로 구성될 수 있습니다. m 및 >. s . 열 손실로 인한 오류는 긴 ​​섹션에서 무시할 수 있습니다. 이러한 섹션은 허용하기에 충분한 길이일 수 있습니다.

GOST R 57967-2017

접촉 지점에서 충분한 거리에 온도 센서를 장착하여 열 흐름의 균일성을 보장하는 데 사용해야 합니다. 시험할 시편의 길이는 반경과 열전도도에 대한 지식을 기반으로 선택해야 합니다. 언제). 스텐레스강의 열전도율보다 높기 때문에 길이가 0g A » 1인 긴 시험편을 사용할 수 있으며, 이러한 긴 시험편을 사용하면 온도 센서 사이의 거리를 크게 할 수 있어 측정 오차로 인한 오차를 줄일 수 있습니다. 센서의 위치. 언제). m이 스테인리스강의 열전도율보다 낮을수록 열손실로 인한 측정오차가 너무 커지므로 시험편의 길이를 줄여야 한다.

6.1.2 달리 규정하지 않는 한 규범 문서또는 자료에 대한 기술 문서. 하나의 시험편이 시험에 사용됩니다.

6.2 하드웨어 설정

6.2.1 장비의 교정 및 검증은 다음과 같은 경우에 수행됩니다.

하드웨어 조립 후:

X m 대 X s의 비율이 0.3 미만인 경우. 또는 3 이상이며 열전도율 값을 선택할 수 없습니다.

시험편의 형상이 복잡하거나 작은 경우:

변경된 사항이 있는 경우 기하학적 매개변수장치의 측정 셀;

섹션 6.3 및 6.4에 지정된 것 이외의 다른 참조 재료 또는 절연체를 사용하기로 결정한 경우:

장비가 이전에 충분히 높은 온도에서 작동된 경우와 같이 구성 요소의 속성이 변경될 수 있습니다. 예를 들어 열전대의 감도.

6.2.2 이러한 점검은 다음과 같이 최소한 2개의 참조 물질을 비교하여 수행해야 합니다.

열전도율이 테스트 샘플의 예상 열전도율에 가장 가까운 기준 물질을 선택합니다.

기준 물질로 만든 시험편의 열전도율 X는 시험편과 가장 가까운 X 값을 갖는 다른 기준 물질로 만든 기준 시험편을 사용하여 측정한다. 예를 들어, 유리-세라믹 샘플에 대해 테스트를 수행할 수 있습니다. 스테인리스 스틸로 만든 참조 샘플을 사용합니다. 열전달 보정을 적용한 샘플의 측정된 열전도율이 표 1의 값과 일치하지 않으면 오류의 원인을 결정해야 합니다.

7 테스트

7.1 열전도율이 테스트 샘플에 대해 예상되는 것과 같은 크기가 되도록 참조 샘플을 선택합니다. 필요한 기준 샘플에 온도 센서를 장착하고 측정 셀에 넣은 후 테스트 샘플에 유사한 수단이 장착됩니다. 표준시편 사이에 놓고 각 표면적의 최소 99%에 대해 인접한 참조시편과 접촉하도록 시편을 백에 삽입한다. 부드러운 포일 또는 기타 접촉 매체를 사용하여 표면 저항을 줄일 수 있습니다. 측정 셀이 테스트 중 산화로부터 보호되어야 하거나 측정에 X /t를 제어하기 위해 특정 가스 또는 가스 압력이 필요한 경우 측정 셀은 설정 압력에서 작동 가스로 채워지고 퍼지됩니다. 패키지를 로드하려면 인터페이스에서 불균일한 열 저항의 영향을 줄이는 데 필요한 힘을 가해야 합니다.

7.2 백의 양쪽 끝에서 상단 및 하단 히터를 켜고 까지 조정합니다. 점 2와 Zj 사이의 온도 차이. Z3 및 Z4. Z s 및 2^는 온도 센서 오차의 200배보다 크지 않아야 하지만 30K보다 크지 않아야 하며 시편은 측정에 필요한 평균 온도에 있어서는 안 됩니다. 에도 불구하고. 3. 시스를 따른 온도 프로파일이 Tg가 될 때까지 시스 히터의 전력이 제어됩니다.