V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

В последние десятилетия большой интерес вызывает метод лазерного импульса (Метод Паркера), сущность которого состоит в поглощении в тонком слое нагреваемой поверхности образца импульса энергии и регистрации изменения во времени температуры его противоположной поверхности. Полученная по итогам экспериментов информация позволяет рассчитать теплофизические характеристики исследуемого материала.

Импульсные методы обеспечивают прямое, быстрое и очень точное определение термофизических свойств: удельной теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности широкого круга материалов от полимеров, керамики, горных пород до графита, алмазов, металлов и их расплавов.

Образцы могут представлять собой твердые тела, порошки, жидкости, пастообразные вещества, пленки, волокна и даже многослойные композиты. Основными достоинствами этого метода являются:

- экспрессность, собственно измерение длится секунды;

- малые размеры исследуемых образцов;

- при помощи одного и того же инструмента исследуется широкий диапазон свойств;

- при помощи одного прибора можно определять температуропроводность, теплопроводность и теплоемкость;

- высокая точность;

- более широкий интервал температур, чем для стационарных методов (возможны испытания расплавов);

К недостаткам метода относятся:

- высокая стоимость аппаратуры;

- повышенные требования к условиям эксперимента при испытании пористых и негомогенных материалов;

На основе этого метода была создана лабораторная установка, которая высчитывает значение температуропроводности.

Лабораторная установка, в которой находится объект контроля, подключенна к USB модулю сопряжения с компьютером с установленными реле, на котором находится кнопка включения/выключения теплового источника. После включения установки, пирометр, подключенный к компьютеру с программой, начинает считывать данные, после чего они обрабатываются и на экран выводится график построения температурной зависимости. Далее программа рассчитывает значение времени, равное половине максимума температуры и само значение температуропроводности.

Рисунок 1. Схема работы лабораторной установки основанной на методе Паркера:

А) Установка с объектом контроля и тепловым источником; Б) Пирометр optrisLS; В) USB модуль сопряжения с компьютером с установленными реле. Ke-USB24R; Г) Компьютер с программой для обработки данных с пирометра и вычисления значения температуропроводности.

Рисунок 2. График построения температурной зависимости

Код для цитирования: Скопировать