Особливості вимірювання температури коротких теплових імпульсів

Автор(и)

  • Юліан Туз Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”, пр. Перемоги, 37, 03056, Київ
  • Олег Козир Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”, пр. Перемоги, 37, 03056, Київ
  • Юрій Самарцев Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”, пр. Перемоги, 37, 03056, Київ

DOI:

https://doi.org/10.24027/2306-7039.1.2021.228237

Анотація

Короткі теплові імпульси характерні для вибухів, розжарених продуктів горіння, які супроводжуються високим тиском та руйнівною силою. Для вимірювання значень температури швидкодіючого теплового процесу найбільш придатні термопари з відомими динамічними характеристиками, які фіксують значення вихідної електрорушійної сили (ЕРС) протягом перехідного процесу зміни температури.

Відновлення значень діючої на них температури відбувається шляхом обробки зафіксованих значень ЕРС із використанням відомих динамічних характеристик термопар, які пропонується попередньо визначати у вигляді амплітудно-фазової частотної характеристики (АФЧХ), розігріваючи термопару синусним струмом відповідної частоти. Запропоновано модель процесів, які відбуваються в термопарі при пропусканні через неї електричного струму. На основі запропонованої моделі розроблено алгоритм отримання АФЧХ термопари шляхом визначення відношень амплітуд змінної складової ЕРС термопари у вигляді складової на подвійній частоті вхідного струму ‒ до амплітуди другої гармоніки вхідного струму, отриманої шляхом піднесення миттєвих значень вихідної ЕРС до квадрату, обчислювальним шляхом.

Розроблено методологію, створено дослідницьку систему, виготовлено експериментальні зразки швидкодіючих термопар. Знайдені динамічні характеристики дозволяють, шляхом застосування оберненої функції, адекватно вимірювати поточну температуру теплових імпульсів за даними вихідної термічної ЕРС термопар.

 

Ключові слова: вимірювання; температура; тепловий імпульс; термопара; динамічна характеристика; АФЧХ.

Посилання

Zaharov I.P., Sergienko M.P. Metrologicheskaya identifikaciya dinamicheskih harakteristik sredstv izmeritelnoj tekhniki: uchebnoe posobie [Metrological identification of dynamic characteristics of measuring instruments]. Kharkov, SMIT Publ., 2012. 232 p. (in Russian).

Poliarus O.V., Poliakov Ye.O. Nablyzhene rozviazannia obernenoi zadachi vymiriuvan ta yoho metrolohichne zabezpechennia: monohrafiia [Inverse measurement problem approximate solution and its metrological assurance]. Kharkiv, Lider Publ., 2014. 120 p. (in Ukrainian).

Pat. 95326U. UA, MPK G01P 21/00, G01K 15/00. Method for direct determining of thermocouples dynamic characteristics, Bolonov M.I., Kuznetsov D.M., Chupis D.A. Publ. 25.12.2014 (in Ukrainian).

Stoliarchuk V.P. Identyfikatsiia statychnykh ta dynamichnykh kharakterystyk termoperetvoriuvachiv: avtoref. dys... kand. tekhn. nauk [Thermocouple static and dynamic characteristics identification]. Lviv, 2012. 19 p. (in Ukrainian).

Tuz Yu.M., Kozyr O.V., Porkhun A.V. Sposib vyznachennia dynamichnykh kharakterystyk termopar za dopomohoiu radioimpulsu strumu [Method for determining of dynamic characteristics by means of radio pulse]. Information Processing Systems, 2016, no. 6, pp. 164–166 (in Ukrainian).

Feng H., Zhang Z., Huang X., Zhang J. Research on measuring time constant of Nanmac thermocouple. Journal of Measurement Science and Instrumentation, 2014, no. 4, pp. 1–4.

Tuz Yu.M., Kozyr O.V., Chervona T.V. Identyfikatsiia dynamichnykh kharakterystyk termoperetvoriuvachiv [Thermocouple dynamic characteristics identification]. Mekhanika hiroskopichnykh system, 2015, no. 30, pp. 53–61 (in Ukrainian).

Lutsyk Ya.T., Huk O.P., Lakh O.I., Stadnyk B.I. Vymiriuvannia temperatury: teoriia i praktyka [Temperature measurement: theory and practice]. Lviv, BeskydBit Publ., 2006. 560 p. (in Ukrainian).

Tuz Yu., Kokotenko B., Porkhun A. Development of the integrated data acquisition system for crash test experiments. American Scientific Journal, 2016, no. 1, issue 2, pp. 125–129. Available at: https://american-issue.info/wp-content/uploads/2017/01/American_Scientific_Journal_1_2.pdf

Опубліковано

2021-03-31

Номер

Розділ

Статті