Вычислительное устройство для дифференциального термического анализа

Союз Советских

Социалистических

Республик (» З9 875 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.09.76 (21) 2407З99у18 24 (51) М. Кл.о

G 06Q7/48 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.02.78. Бюллетень № 6 (45) Дата опубликования описанияду gg

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений н открытий (53) УДК 681.333 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. П. Зимин, А. М. Качеев и Б. П. Егунов

Куйбь:;евский нопитехнический институт и .,:;они 8 Б. Куйбышева (71) Заявитель (64) Bbf 1MC MTÁ.L1ÜHOE YCTPOACTBO

Й:."1 ДИФФЕРЕНLiMAЛЬНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО

AНАЛИЗ а) 2

Предлагаемое вычислительнос устройство о вносится к Ооласти физической химии, а именно к технике калорпметрических измерений методом дифференциального термического анализа.

Известны вычислите«!ы!ые устройства, взаимодейс.гвующие с термоаналиfHHåñêîé усоановкой для автох;атическогo вычисления энтальпии по диффереHLIII;lльным термическим кривым (1J.

Известное устройство представляет из себя !!!)ни-)В)Ч и!ирокого назначения. запрограм)яированну!О для автоматического вычисления энтальпии.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению .является аналоговое вычислиТЕЛЬНОЕ уотрОйетВО, СОдЕржащЕЕ X СИЛПТЕ Ib постоянного тока, ко входу которого подключен дифференциальный термочуBcTBHTpëьный элемент. и функциональный преобразователь (2).

Однако в таком устройстве отклонение дифференциа l bI Ion гор м ической кривой от нулевой линии, I(OT!)poc вызвано линь изменениями условий теплообмена в диапазоне температур более, чсм 300 С, функционально зависит от текущей температурь1 нагрева образца по сложной зависимости. Г1ри этом аппроксимация этой зависимости одной линейной функцией, как B известном устройстве, снижает точность измерения теплоемкостей и энтальгшй в широком (более чем 300 С) диапазоне температур.

Кроме того, устройство не позволяет производить коррекцию дифференциальной rep»Hческой кривой при изменении скорости нагрева и массы образца, что снижает функциональные возможности и HL позволяет производить автоматическое вычисление дифференциальной теплоемкости !! энтальпии исследуемого образца.

Целью изобретения является гговышение

ToчпОсти H рас!пире!l:!е функцион;!льных х!Ожностсй уcTpoHc1 Bd.

Д «1 я д О с т и ж с н и я э т О и LI c 1 l l в м с т р О 1 с т в 0 B 13 одены дополнительный усил. Iòåëь постоянного

IS тока, задатчик напряжения, дпфференппрующий олок, мпожительно-делительный блок и интегpIIpxlolIIHII блок. Вхоl аополнптельного усилителя постоянного тока подключен к средней точке д!!фференциы 1ш!О1o те:)мочувствительноIo элемента, ы выогод связы со входами функ)о

LLHoil;iльного преобразователя и дпфференцирую!цего Олока. выходы которых подключены соответст)зенпо к п1-рвому и второму входам xiHoжитсльно-дел!!те,п,!гого блока. Третий вход no«.1e;!He! o cBHB, ii с выходок! -;;Iдатчика напряже )Я 11!1Я IC 113«Ã) LÛÉ ВХО 1 — С l3L I XO;LONI Х СИ. IПТЕЛЯ

59! 875

Формула изобретения! lI I1ÈI ll Заказ 59 !1!3! иряж gag По !пни ное

:!>н инн I II III !11-.енГ>., Г. 1 н Гири.1,, I!Р секти 2Я, 4 постоянного тока, а выход — со входом IIIITelрирующего блока.

Выходы множительно-делительного и интегрирующего блоков являются выходами устройства.

На чертеже дана функциональная схема п редлагаемого устройства. Устройство содержит дифференциальный термочувствптельный элемент 1, усилитель постоянного тока 2, дополцительный усилитель постоянного тока 3, задатчик напряжения 4, дифференцирующий блок 5, множительно-делительный блок 6, функциональный преобразователь 7 и интегрирующий блок 8.

В качестве термоинертного вещества в тигле для эталона в термоаналитической установке использована атмосфера печного пространства, тигли эталона и образца симметричны в теплофизическом отношении к внешнему тепловому потоку нагревателя установки.

Г1аботает,стройство следун щим образом.

Перед началом работы отдельно проводят настройку характеристики функционального преобразователя на аппроксимированную зависимость коэффициента теплообмена от теку-! цей температуры по кусочно-линейному закону (семь кусочно-ломаных) в диапазоне температур исследования, а также с помощью задатчика напряжения на вход 7-.множительно-делительного блока задается напряжение, пропорциональное массе образца. Усиленный сигнал со средней точки дифференциального термочувствительного элемента, пропорциональный текуп ей температуре нагрева, поступает на входы дифференцирующего блока и функционального преобразователя, на выходе которых соответственно возникают сигналы, пропорциональные скорости нагрева и коэффициенту теплообмена образца в функции текущей температуры нагрева. Эти сигналы поступают на входы Y u

Р множительно-делительного блока, а на его знакопеременный вход +-Х поступает усиленный сигнал, пропорциональный отклонению дифференциальной термической кривой от нулевой линии. В множительно-делительном блоке реализуется зависимость в „ a R=+X . P. i

В результате на его выходе возникает напряжение, пропорциональное отклонению дифференциальной термической кривой от нулевой линии, в котором более точно учтена его зависимость от изменения условий теплообмена в широком (более чем 300 С) диапазоне температур нагрева за счет более точной аппроксимации коэффициента теплообмена кусочно- Ioмаными. Интегрируя сигнал с: ыхода множительно-делительного блока с помощью интегрирующего блока, можно получить сигнал, пропорциональный эптальпии исследуемого образца, в необходимом диапазоне температур.

Таким образом, предложенное устройство позволяет более точно учитывать при автоматизированной обработкс данных влияние измеIIcHHB условий теплообмена образца в широком (более чем 300 С) диапазоне температур, 10 что повышает точность вычисления энтальпии, а также !юзволяет автоматически вычислять дифференциальную теплоемкость и энтальпию анализируемого вещества с удобной возможностью фиксации результатов на авто»ати15 ческом графопостроителе.

Вычислительное устройство для дифферен20 циального термического анализа, содержащее усилитель постоянноГо тока, ко Bxoli ко!орого подключен дифференциальный термочувствительный элемент, и функциональный преобразователь, отличающееся тем, что, с цег!ью повышения точности и расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительный усилитель постоянного тока, задатчик напряжения, дифференцнрующий блок, множительноделительный блок, интегрирующий блок; причем вход дополнительного усилителя постоянного тока подключен к средней точке дифференциального термочувствительного элемента, а выход связан со входами функционального преооразователя и дифференцирующего блока, выходы которых подключены соответственно к первому и второму вхозам множительно-делительного блока, третий вход которого связан с выходом задатчика напряжения, четвертый вход подключен к выходу усилителя постоянного тока, а выход множительно-делительного блока соединен со входом интегрирующего 6 ока;. причем выходы множительно-дслительного и инте!рирующего блоков являются выхоla1lè устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Thermochimica Acta 1974, 8, ¹ 1 — 2, р. З вЂ” 1З.

2. !. R. Williams and W. W. репdlandt in

Н. G. WiedeInan (editor), Thermal Ana!ysis.

Birkhaser, Verlag Basel. 1!о!. 1, 1972, р. 75.