Неразрушающий сравнительный метод и интерполяционный прибор для экспресс-измерений теплопроводности твердых тел на основе двухточечного зондирования поверхности

• Автор: Калинин, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1994
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 241 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
,
ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ I. НЕ РАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ (ОБЗОР)

1.1. Относительные неразрушающие методы

1.2. Абсолютные неразрушающие методы

1.3. Сравнительные неразрушающие методы

1.4. Выводы к разделу

* РАСПЕЛ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И АНАЛИЗ НОВОГО

НЕРАЗРУШАЩЕГО СРАВНИТЕЛЬНОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ НА ОСНОВЕ ДВУХТОЧЕЧНОГО ЗОВДИРО-ВАКИй ПОВЕРХНОСТИ
2.1. Тепловая модель системы исследуемый образец - два разнотемпературных цилиндрических зонда
2.2. Электротепловая аналогия системы
2.3. Обоснование и расчет оптимальных параметров
системы
2.4. Анализ условий адекватности изотропного образца полупространству
♦ 2.5. Выводы к разделу
РАЗДЕЛ 3. ПОГРЕШНОСТИ МЕТОДА
3.1. Основные источники и составляющие погрешности
метода
3.2. Анализ погрешностей, обусловленных непостоянством параметров системы
3.3. Анализ погрешностей, обусловленных неадекватностью образца полупространству
3.4. Оценка погрешности определения градуировочной
А характеристики и последующих измерений

3.5. Оценка погрешностей измерения дифференциальным методом
3.6. Выводы к разделу
РАЗДЕЛ 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДА
4.1. Схемы и средства практической реализации
метода
4.2. Исследование и анализ градуировочной характеристики
4.3. Экспериментальные исследования случайных погрешностей
4.4. Экспериментальные исследования источников систематических погрешностей
4.5. Выводы к разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ I. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ИХ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ (ОБЩИЙ АНАЛИЗ)
1.1. Общее состояние и основные направления развития измерений теплофизических свойств
1.2. Основные принципы и классификация методов измерения теплопроводности твердых тел
1.3. Методы и средства, применяемые для массовых измерений теплопроводности твердых тел
1.4. Методы и средства, применяемые для компариро-. вания мер теплопроводности твердых тел при их
аттестации и поверке
1.5. Выводы к Приложению I

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ОБОБПРНИЕ МЕТОДА НА
ТОНКОСЛОЙНЫЕ И АНИЗОТРОПНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1. Анализ метода применительно к тонкослойному,
в том числе анизотропному образцу
2.2. Анализ влияния составляющих тензора теплопроводности анизотропного (ортотропного) образца
♦ 2.3. Выводы к Приложению
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДА ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РЕШЕНИЮ ЧАСТНЫХ ЗАДАЧ
3.1. Экспериментальная проверка применимости-метода к специфическим классам материалов
3.2. Исследования метода применительно к тонкослойным и анизотропным материалам
3.3. Исследование метода применительно к сличению
мер теплопроводности
3.4. Определение контактного термического сопротивления
3.5. Выводы к Приложению
ПРИЛОЖЕНИЯ 4-гЭ. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
используемые для сравнения или градуировки, также должны принадлежать этому классу. Сказанное не дает оснований расчитывать на достаточно высокие метрологические возможности этих методов.
Это же можно сказать о сравнительном неразрушающем методе, разработанном в последние годы в Московском геологоразведочном институте (МГРИ) для измерений теплопроводности горных пород [ 88] . Его отличие от предыдущего заключается в том, что точечный нагрев и регистрация изменения -температуры, .осуществляются бесконтактными средствами, а именно с помощью лазерного источника и инфракрасного приемника излучения. Причем заданное время нагрева в некоторой точке моделируется путем сканирования луча по поверхности с определенной скоростью. Приемник излучения, жестко связанный с лазерным источником, настраивается на регистрацию излучения поверхности, например, на линии нагрева с некоторым запаздыванием по пути движения луча. Несмотря на высокую экспрессность этого метода, его метрологические и эксплуатационные возможности ограничиваются еще и влиянием излучательных свойств исследуемых тел, точный учет которых для разных классов материалов, в том числе для мер теплопроводное-' ти затруднен.
Поэтому из сравнительных неразрушающих методов большего внимания заслуживают контактные методы, причем использующие стационарный тепловой режим, однозначно характеризующий теплопроводность.
К таким относятся методы, основанные на закономерностях теплового взаимодействия в системе исследуемое тело - зонд через контакт малого радиуса, обеспечивающий быстрое установление стационарного режима в том числе на образцах относительно малых размеров. Теплопроводность в этих методах определяется по параметрам зонда, зависящим от теплопроводности тела в установившемся режиме взаимодействия.
Однако, сведения о таких методах ограничиваются некоторыми