Микроволновые методы и реализующие их системы контроля теплофизических характеристик строительных материалов и изделий

• Автор: Голиков, Дмитрий Олегович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Информационный обзор современных методов контроля теплофизических характеристик материалов и изделий
1.1 Характеристика тепловых режимов и методов определения теплофизических характеристик материалов
1.2 Обзор тепловых методов экспериментального определения теплофизических характеристик твердых материалов
1.2.1. Методы регулярного теплового режима
1.2.2. Методы квазистационарного теплового режима
1.2.3. Методы монотонного теплового режима
1.2.4. Методы теплового импульса или мгновенного источника
1.2.5. Комплексные методы
1.2.6. Стационарные методы
1.2.7. Метод определения ТФХ материалов по температурным изменениям на поверхности исследуемых образцов
1.3 Обзор использования установок СВЧ-нагрева для определения физических свойств материалов и изделий
1.4 Постановка задачи исследования
1.5 Выводы
2 Методы контроля теплофизических характеристик строительных материалов и изделий
2.1 Микроволновый метод контроля ТФХ материалов и изделий с односторонним нагревом
2.2 Микроволновый метод контроля ТФХ материалов и изделий с симметричным нагревом
2.3 Импульсный микроволновый метод неразрушающего контроля ТФХ материалов и изделий
2.4 Импульсный бесконтактный экспресс-метод контроля ТФХ материалов
и изделий
2.5 Выводы
3 Микропроцессорные системы, реализующие разработанные методы контроля
ТФХ материалов и изделий
3.1 Микропроцессорная информационно-измерительная система,
реализующая микроволновый метод контроля ТФХ материалов и
изделий с односторонним нагревом
3.2 Микропроцессорная информационно-измерительная система,
реализующая микроволновый метод контроля ТФХ материалов и
изделий с двусторонним симметричным нагревом
3.3 Микропроцессорная информационно-измерительная система,
реализующая импульсный микроволновый метод неразрушающего
контроля ТФХ материалов и изделий
3.4 Микропроцессорная информационно-измерительная система,
реализующая импульсный бесконтактный экспресс-метод контроля
ТФХ материалов и изделий
3.5 Выводы
4 Метрологический анализ и экспериментальные исследования микроволновых
методов оперативного контроля ТФХ материалов и изделий
4.1 Анализ погрешности микроволнового метода контроля ТФХ
материалов и изделий с односторонним нагревом
4.2 Анализ погрешности микроволнового метода контроля ТФХ материалов
и изделий с двусторонним симметричным нагревом
4.3 Анализ погрешности импульсного микроволнового метода
неразрушающего контроля ТФХ материалов и изделий
4.4 Анализ погрешности импульсного бесконтактного экспресс-метода
контроля ТФХ материалов и изделий
4.5 Экспериментальные исследования микроволновых методов и измерительных систем оперативного контроля ТФХ материалов и изделий
4.6 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
СПИСОК ИЛЛЮСТРАТИВНОГО МАТЕРИАЛА
Приложения
Приложение А Программы для выделения доминирующих составляющих в общей погрешности измерения ТФХ строительных материалов
и изделий
Приложение Б Данные экспериментов
Приложение В Материалы по внедрению

где <7 - плотность теплового потока.
На основе метода плоского источника постоянной мощности разработан прибор для комплексных исследований теплофизических свойств сухих и
влажных теплоизоляционных материалов с X = 0,03...4 Вт/(м-К) в
квазистационарном режиме.
Закономерности развития нестационарных температурных полей, создаваемых действием мгновенных точечных, линейных или плоских источников тепла в неограниченном теле [53], положены в основу создания ряда импульсных методов комплексного определения теплофизических характеристик различных материалов [19, 53, 108].
Импульсный метод линейного источника тепла основан на решении двухмерного уравнения теплопроводности для неограниченного тела при действии В нем В течение короткого времени То линейного источника тепла.
Расчетные формулы имеют вид [108]:
* = >Ь>в/(4г0), (1.21)
Л = q(pJ(A7тAtmm), (1.22)
где го - расстояние фиксированной точки от линейного источника тепла; д -удельная мощность линейного источника тепла; А/тах = і (го,ттах) - /о -максимальная, избыточная температура в фиксированной точке тела, соответствующая времени т =гтах; ~ начальная температура тела; <ра, (р -
величины, зависящие от аргумента <р0- т0 / ттах и принимающие значения от 0 до 1 [108].
При реализации метода в исследуемом образце размещают линейный источник тепла (проволока диаметром 0,05...0,1 мм с малым температурным коэффициентом сопротивления), а на расстоянии г0 от него - дифференциальную термопару. Начальная температура образца должна быть равна температуре окружающей среды Го- Электрическая схема прибора включает реле времени, с помощью которого обеспечивается заданная длительность импульса то, фотоэлектрический самопишущий прибор для регистрации зависимости Л/тах =