Разработка и исследование кондуктивных методов и средств передачи единицы плотности теплового потока тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.15, кандидат технических наук Троценко, Дмитрий Петрович

• Троценко, Дмитрий Петрович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Троценко, Дмитрий Петрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОМЕТРИИ

1.1 Средства измерений теплового потока

1.1.1 Первичные преобразователи и приборы для измерений плотности теплового потока

1.1.2 Исследование возможности создания датчиков теплового потока

на основе кремния

1.2 Обеспечение единства измерений поверхностной плотности теплового потока

1.2.1 Государственная поверочная схема для средств измерений

плотности теплового потока

1.2.2 Государственный первичный эталон единицы поверхностной плотности теплового потока

1.2.3 Методы передачи единицы плотности теплового потока

1.3 Задачи в области развития метрологического обеспечения теплометрии

2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОНДУКТИВНЫХ

МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КАЛИБРОВКИ

2.1 Перспективы метрологического обеспечения теплометрии

2.1.1 Актуальность поиска новых методов и средств передачи единицы плотности теплового потока

2.1.2 Исследование возможности использования термомагнитных

эффектов для калибровки средств измерений теплового потока

2.2. Универсальная теплометрическая установка БТС

2.2.1 Метод и теплометрическая установка на основе использования большого теплового сопротивления

2.2.2 Исследования неоднородности теплового поля установки

2.2.3 Применение установки БТС для определения теплового

сопротивления теплоизоляционных материалов и их теплопроводности

2.3 Кондуктивный метод и установка УТСт с параллельным по тепловому

потоку расположением калибруемых датчиков

2.3.1 Выбор рабочей среды теплометрического блока установки

2.3.2 Описание установки УТСт

2.3.3 Методика алгоритмического исключения влияния неоднородности

теплового поля

2.4 Метод и установка РТУ с последовательно-параллельным по тепловому потоку расположением калибруемых датчиков

2.4.1 Метод последовательно-параллельного расположения датчиков относительно распространения теплового потока

2.4.2 Теплометрическая установка РТУ

3 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СОЗДАННЫХ СРЕДСТВ ПЕРЕДАЧИ ЕДИНИЦЫ ПЛОТНОСТИ ТЕПЛОВОГО ПОТОКА

3.1 Исследование метрологических характеристик теплометрической установки БТС

3.1.1 Источники и оценка погрешностей определения коэффициентов преобразования калибруемых датчиков

3.1.2 Исследование погрешностей установки БТС при измерениях теплового сопротивления и теплопроводности

3.2 Исследование метрологических характеристик теплометрической установки УТСт

3.2.1 Оценка влияния методических погрешностей на результаты калибровки датчиков в установке УТСт

3.2.2 Погрешность определения коэффициентов преобразования калибруемых датчиков

3.3 Исследование метрологических характеристик теплометрической установки РТУ

3.3.1 Методические погрешности калибровки датчиков в установке РТУ

3.3.2 Источники погрешностей определения коэффициентов

преобразования калибруемых датчиков в установке РТУ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование кондуктивных методов и средств передачи единицы плотности теплового потока»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Все явления и процессы в природе представляют собой различные формы движения материи. Каждое тело, как форма существования материи, обладает определенным запасом внутренней энергии, определяющей то или иное фазовое состояние тела и его температуру. Своей энергией тело обменивается с окружающими его телами, имеющими другую температуру. Этот процесс называют теплообменом.

Теплообмен является одним из важнейших и глобальных процессов в природе. Количественно теплообмен характеризуют тепловым потоком. Тепловой поток - это количество теплоты (энергии), передаваемой через изотермическую поверхность в единицу времени.

При решении различных технических задач часто возникает необходимость сравнения интенсивности тепловых потоков, пронизывающих поверхности объектов, имеющих разные площади. Для этого используют понятие поверхностная плотность теплового потока.

Степень разработанности проблемы.

Вид измерений, связанный с определением теплового потока и его поверхностной плотности, принято называть теплометрией. Технической основой тепло-метрии являются измерительные преобразователи (датчики) теплового потока, которые преобразуют измеряемую плотность теплового потока в электрический сигнал.

Датчики теплового потока широко используют при изучении тепловых процессов в теплоэнергетике, в авиационной и ракетно-космической технике, в геофизике и медицине.

Первыми научными центрами в области теплометрии были Институт технической теплофизики (ИТТФ) академии наук Украины (г. Киев), Харьковский авиационный институт, Институт измерительной техники (г. Королёв), Институт холодильной промышленности и специализированное конструкторское бюро теп-

лофизического приборостроения (г. Санкт-Петербург), конструкторское бюро «Фотон» (г. Тернополь), Сухумский физико-технический институт.

В 1979 г. в Сибирском государственном НИИ метрологии (СНИИМ) совместно с Институтом технической теплофизики начались работы, направленные на создание основ метрологического обеспечения теплометрии. В результате этих работ в 1988 г. была создана установка высшей точности УВТ 53-А-88, возглавляющая государственную поверочную схему для средств измерений поверхностной плотности теплового потока (МИ 1855-881) в диапазоне от 10 до 2 ООО Вт/м2.

Основным заказчикам на проведение работ по обеспечению единства измерений теплометрии выступала оборонная промышленность. С 90-х годов интерес этого сегмента промышленности к тепловым измерениям значительно ослаб. В настоящее время тепловые измерения широко используют для определения теплоизоляционных свойств ограждающих конструкций зданий и сооружений, при проведении испытаний на жаропрочность строительных материалов и проверки безопасности рабочих мест, находящихся вблизи источников нагрева. Таким образом, сейчас тепловые измерения направлены, главным образом, на обеспечение безопасности жизнедеятельности человека и на рациональное использование энергетических ресурсов страны.

Возникший в последние годы рост потребности в измерениях теплового потока привёл к необходимости дальнейшего развития их метрологического обеспечения. В связи с этим в СНИИМ был создан и в 2008 г. утверждён Государственный первичный эталон ГЭТ 172-2008, имеющий повышенные по сравнению с УВТ 53-А-88 показатели точности, а также расширенные диапазоны воспроизводимых значений единицы плотности теплового потока и температуры.

1 МИ 1855-88 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений поверхностной плотности теплового потока в диапазоне 10-2 000 Вт/м2. - М.: Изд-во стандартов, 1988.

2 ГОСТ Р 8. 749-2012. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений поверхностной плотности теплового потока в диапазоне от 1 до 10 000 Вт/м2. - М.: Стандар-тинформ, 2012.

В этом году введён в действие ГОСТ Р 8. 749-20122, являющийся нормативной основой метрологического обеспечения теплометрии в РФ.

Внедрение эталона ГЭТ 172-2008 и введение в действие этого стандарта предусматривают наличие соответствующих средств от первичного эталона вторичным эталонам, а от них - различным средствам теплометрии.

В связи с этим актуальной является общая задача создания современных средств передачи единицы плотности теплового потока, обеспечивающих калибровку, в том числе массовую, средств теплометрии при выпуске их из производства и при эксплуатации. Выполненные разработки и исследования направлены на решение этой актуальной задачи.

Цель научного исследования - совершенствование метрологического обеспечения измерений плотности теплового потока на основе создания кондуктивных методов и средств калибровки.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие частные задачи:

- провести анализ состояния метрологического обеспечения теплометрии и по его результатам сформулировать требования к новым методам и средствам передачи единицы плотности теплового потока;

- на основе теоретического обоснования разработать современные методы и средства передачи единицы;

- создать калибровочные установки, реализующие разработанные методы;

-экспериментально исследовать разработанные методы и созданные средства

калибровки и определить их метрологические характеристики.

Объектом исследования является метрологическое обеспечение измерений плотности теплового потока.

Предметом исследования являются кондуктивные методы и средства передачи единицы поверхностной плотности теплового потока.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые предложена и исследована возможность использования термомагнитного эффекта Нернста-Эттингсгаузена для калибровки датчиков теплового потока;

- предложен, разработан и исследован метод кондуктивной калибровки датчиков теплового потока, основанный на принципе большого теплового сопротивления рабочей среды теплометрического блока;

- предложена, теоретически обоснована и экспериментально исследована методика алгоритмического исключения влияния неоднородности теплового поля на результаты калибровки датчиков теплового потока;

- предложен и исследован новый вариант кондуктивной калибровки датчиков теплового потока с последовательно-параллельным расположением датчиков относительно распространения теплового потока.

Теоретическая значимость работы.

- выявлено аномально высокое значение коэффициента Нернста КРТ-полупроводниковых структур (кадмий-ртуть-теллур Сс1х]-^1_хТе);

- предложенная методика алгоритмического определения показателя неоднородности теплового поля является основой получения точной измерительной информации о неоднородности других физических полей.

Практическая значимость работы:

- разработанные варианты кондуктивного метода позволяют создавать калибровочные установки, предусмотренные новой государственной поверочной схемой для средств измерений поверхностной плотности теплового потока;

- созданные методы и средства передачи единицы поверхностной плотности теплового потока позволяют обеспечить массовую калибровку средств тепломет-рии при их выпуске из производства и при эксплуатации.

Методы исследования

В работе использовались методы теоретической и прикладной метрологии,

теории теплообмена и теплопроводности, теплофизического и теплотехнического эксперимента.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

- результаты исследований подтвердили возможность применимости термомагнитных явлений к созданию кондуктивных средств передачи единицы плотности теплового потока;

- метод и установка на основе использования рабочей среды с большим тепловым сопротивлением позволяют передавать единицу плотности теплового потока датчикам различных форм и размеров;

- методика калибровки и установка с параллельным по тепловому потоку расположением датчиков, использующие алгоритмическое исключение влияния неоднородности теплового поля, позволяют передавать единицу плотности теплового потока средствам измерений, оснащённых большим количеством однотипных датчиков;

- метод калибровки и установка на основе последовательно-параллельного по тепловому потоку расположения датчиков позволяют передавать единицу плотности теплового потока средствам измерений, оснащённых большим количеством датчиков, идентичных по форме и размеру с эталонным датчиком.

Степень достоверности и апробация результатов исследования

Основные положения диссертационной работы и отдельные ее результаты докладывались и обсуждались на следующих Международных и Всероссийских конгрессах, конференциях и семинарах: VI Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (г. Санкт-Петербург, ЛИТМО, 2009 г.); V, VI, VII, VIII, IX Международных конгрессах «ГЕО-СИБИРЬ» (г. Новосибирск, СГГА, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 гг.); VIII, IX учебно-методическом семинаре-совещании «Эталонные и рабочие средства измерения в области теплофизики. Энергоаудит» (г. Омск, НЛП «Эталон», 2010, 2011 гг.); II Всероссийской научно-практической конференции «Системы обеспечения тепловых режимов преобразователей энергии и системы транспортировки теплоты» (г. Махачкала, ДГТУ, 2010 г.); IV Всероссийской и стран-участниц КООМЕТ конференции по проблемам термометрии «ТЕМПЕР АТУРА-2011» (г. Санкт-Петербург, ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева»); XIII Российской конференции по теплофизическим свойствам

веществ РКТС-13 (г. Новосибирск, ИТФ СО РАН, 2011 г.); VII Международной конференции «Проблемы промышленной теплотехники» (г. Киев, ИТТФ РАН Украины, 2011 г.).

Основные результаты работы внедрены:

- в производственный процесс на предприятиях: ФГУП «Сибирский государственный НИИ метрологии» (г. Новосибирск) - для выполнения метрологических и научно-исследовательских работ в области теплометрии; Научно-производственное предприятие «Эталон» (г. Омск) — при испытаниях и подготовке производства теплометрических установок для поверки датчиков теплового потока;

- в учебный процесс: ГБОУ ВПО СГГА, ГОУ ДПО «Академия стандартизации, метрологии и сертификации (учебная)» (Новосибирский филиал) - при проведении лекционных и практических занятий по дисциплинам «Метрологическое обеспечение теплотехнических измерений», «Приборное и метрологическое обеспечение учёта тепла», «Поверка и калибровка средств теплотехнических измерений».

1 СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОМЕТРИИ

1Л Средства измерений плотности теплового потока

1ЛЛ Первичные преобразователи и приборы для измерений плотности

теплового потока

Для количественного определения тепловых потерь различных теплоэнергетических объектов все большее распространение получают измерения плотности теплового потока на их поверхностях. Для этих измерений используют контактные преобразователи теплового потока типа «вспомогательной стенки» [11, 23, 30].

Принцип действия этих преобразователей заключается в формировании электрического сигнала Е, пропорционального разности температур ЛТ, создаваемой измеряемым тепловым потоком плотностью q на некотором постоянном термическом сопротивлении, имеющим обычно форму пластины (стенки). Преобразователи содержат тепловое сопротивление 1, представляющее собой слой материала (рисунок 1) толщиной И с теплопроводностью А, на поверхностях которого размещены датчики 2 температуры, чаще всего, спаи дифференциальных термоэлектрических преобразователей. Дифференциальный термоэлектрический преобразователь представляет собой систему двух термопар, которые соединены последовательно и имеют ТЭДС разной полярности. Контактные пластины 3 обеспечивают необходимый тепловой контакт с поверхностью объекта и защищают чувствительный элемент дифференциального датчика температуры от внешних воздействий. Такие преобразователи, выполненные в виде датчиков теплового потока (ДТП), размещают на поверхности объекта, измеряют их электрический сигнал и рассчитывают плотность теплового потока по формуле [6]

9 = КЕ,

(1.1)

1 - тепловое сопротивление; 2 - дифференциальный датчик температуры;

3 - контактные пластины

Рисунок 1 — Устройство датчика теплового потока

где К- коэффициент преобразования, Вт/(м мВ).

Коэффициент преобразования находят экспериментальным путём. Его значение зависит от теплового сопротивления и чувствительности дифференциальных термопреобразователей.

гг п

* =- (1.2)

Л 5 '

где п - количество дифференциальных термоэлектрических преобразователей в датчике;

Я - тепловое сопротивление датчика, м -К/Вт;

£ - чувствительность одиночного дифференциального термоэлектрического преобразователя, мВ/К.

Для измерений сигнала ДТП используют милливольтметры или специальные переносные или стационарные измерители, которые отображают результат измерений в значениях плотности теплового потока.

На текущий момент существует большое разнообразие датчиков теплового потока, которые оснащены дифференциальными датчиками температуры различного исполнения. Дифференциальные датчики температуры могут преобразовывать измеряемую величину в электрический сигнал или в электрическое сопротивление. В ДТП, в которых выходная величина выражена электрическим сигналом, дифференциальные датчики температуры имеют термоэлектрическую природу. Термоэлектроды изготавливают из металлов или полупроводников. В зависимости от количества спаев датчики могут быть одиночными и многоспайными [10, 12].

Одиночный датчик представляет собой дифференциальную термопару с плоскими термоэлектродами. При этом промежуточный термоэлектрод выполняет функцию вспомогательной стенки.

При расположении такого датчика на изотермической поверхности исследуемого тела на гранях промежуточного слоя возникает разность температур, пропорциональная измеряемому тепловому потоку. Эта разность температур вызывает соответствующую ТЭДС, которая с помощью выводных проводов подается на измерительный прибор.

Чувствительность ДТП определяется материалом термоэлектродов [38]. Чаще всего в датчиках применяют медь-константановые термоэлектроды. Заготовки штампуют из листового материала в виде кругов с токосъемными выступами. Выводные провода приваривают к выступам на внешних медных пластинах. Затем медные пластины приваривают к промежуточному термоэлектроду из кон-стантана. Для измерений при высоких температурах датчики изготавливают с токосъемными пластинами и проводами из платины.

Метрологические характеристики одиночных металлических датчиков представлены в таблице 1.

Таблица 1

Характеристики Значение

Диапазон измерений плотности теплового потока 103 - 105 Вт/м2

Инерционность меньше 1 с

Погрешность измерений от 5 %

Диаметр датчика 8 мм

Толщина датчика 1 мм

Рабочая температура датчика: - с медными обкладками - с платиновыми обкладками 0°С ... 250 °С 0°С ... 800 °С

Существенный недостаток одиночных датчиков заключается в их низкой чувствительности. Сигналы, генерируемые этими датчиками, находятся в пределах единиц микровольт. Такой низкий уровень сигнала требует высокой чувствительности вторичных измерительных приборов. В связи с этим нижний предел измерения тепловых потоков одиночными датчиками составляет, около 200 Вт/м .

В технике и окружающей нас природе возникает необходимость в измерении значительно меньших значений плотности теплового потока. Это приводит к необходимости увеличения чувствительности на 4 - 5 порядков. Наиболее простое решение задачи состоит в соединении одиночных термоэлементов в батареи. Получаемые таким образом датчики называются батарейными или многоспайными.

Основная идея многоспайных датчиков теплового потока состоит в том, что элементы включены параллельно по измеряемому потоку и последовательно по генерируемому сигналу. В многоспайном датчике количество дифференциальных термопар достигает 2000 штук. Такое количество преобразователей позволяет значительно повысить уровень генерируемого сигнала.

Часто используемый метод изготовления чувствительных элементов многоспайных датчиков основан на применении гальванических термопар. Такие датчики называют гальваническими. Дифференциальный термопреобразователь у такого типа датчиков изготавливают в виде винтовых спиралей с наружным диаметром около 1 мм, навитых из константановой проволоки диаметром 0,1 мм. Половина каждого витка покрываются слоем меди путем её электрохимического осаждения. Важную роль в создании многоспайного датчика играет укладка полученных таким образом гальванических термопар в его корпус. Покрытая медью спираль укладывают таким образом, чтобы места переходов медненных полувитков к немедненным располагались в верхней и нижней плоскостях датчика.

Коэффициенты преобразования многоспайных датчиков обычно имеют зна-

■у

чения от 1 до 100 Вт/(м"-мВ). Размеры и формы датчиков различны. Они бывают круглой, квадратной или прямоугольной формы с характерными размерами от 10 до 330 мм и толщиной от 0,5 до 15 мм. Диапазон измеряемых значений плотности теплового потока от 1 до 10000 Вт/м при значениях температуры от минус 200 °С до 650 °С .

Для повышения чувствительности датчиков нередко прибегают к увеличению их толщины, что приводит к возрастанию формируемой разности температур на рабочих поверхностях датчика, которую можно более точно измерить. Однако в отдельных случаях это может привести к существенному искажению теплового

поля в зоне измерений, а также к возрастанию инерционности датчика. Повышенной чувствительностью и малым тепловым сопротивлением обладают градиентные датчики теплового потока (ГДТП), разработанные в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете [35].

Градиентные датчики, также представляют собой «вспомогательную стенку», но принцип их действия совершенно иной. В таких датчиках используют поперечный эффект Зеебека: появление ТЭДС в направлении, нормальном вектору теплового потока.

Поперечная ТЭДС возникает, когда вектор теплового потока не совпадает с главными осями кристалла, обладающего анизотропией теплопроводности и коэффициентов ТЭДС. К числу таких анизотропных материалов относится висмут. На рисунке 2 схематически показан ГДТП, изготовленный из пластинок висмута 1. Датчик монтируют на подложках 2 из слюды. Пластинки 1 изолируют одну от другой тонкими (5 мкм) прокладками из лавсана 3 и склеивают с подложкой из слюды клеем. Спаи 4 выполнены чистым висмутом и соединяют пластинки в последовательный контур. Крайние пластинки снабжают выводами 5. ТЭДС такой конструкции рассчитывают по формуле

Е = ЧгГ80п, (1.3)

где qz - плотность теплового потока, Вт/м ;

17 2

Ь — площадь пластинки, м ;

5о - вольт-ваттная чувствительность, мВ/Вт;

п - число пластинок, составляющих датчик.

Толщина ГДТП, доведенная до 0,1...0,2 мм, что при эффективной теплопроводности, близкой к 7,5 Вт/(м-К), обеспечивает тепловое сопротивление 10_эм2-К/Вт, что на 1-2 порядка ниже, чем у гальванических датчиков.

1 - схема градиентного датчика теплового потока, изготовленного из пластинок висмута; 2 - слюдяная подложка; 3 - изолирующие прокладки из лавсана, 4 - спаи; 5 — выводы

Рисунок 2 - Конструкция градиентных датчиков теплового потока

ГДТП выполнены на основе монокристаллов висмута чистоты 0,9999 и имеет рабочий диапазон температур 20...540 К (верхняя граница близка к точке плавления висмута).

Одним из недостатков градиентных датчиков является низкое значение ТЭДС, что требует применения прецизионных измерителей напряжения с высокой чувствительностью.

Датчики теплового потока имеют статус не только средств измерений, но статус эталонов. К датчикам воспроизводящим, хранящим и передающим единицу плотности теплового потока, предъявляют самые жесткие требования по габаритным размерам и по стабильности метрологических характеристик. Для создания эталонных датчиков в Сибирском государственном научно-исследовательском институте метрологии (СНИИМ) разработаны, а в ОАО «Научно-производственное предприятие «Эталон» (НЛП «Эталон», г. Омск) изготовлены высокостабильные датчики теплового потока специальной конструкции (рисунок 3) [29], входящие в состав государственного первичного эталона. Разработанные датчики также реализуют принцип «вспомогательной стенки», но в качестве дифференциального датчика температуры используют миниатюрные термопреобразователи 1 сопротивления. Тепловое сопротивление датчика представляет собой кольцо 3 из нержавеющей стали с внешним диаметром 27 мм и внутренним диаметром 26 мм высотой 1 мм, к торцевым поверхностям которого припаяны контактные пластины 2 в виде дисков диаметром 27 мм. Чувствительные элементы дифференциального датчика температуры размещены с внутренней стороны контактных дисков в безвоздушном пространстве 4. По сигналам датчика, применяя ранее полученную градуированную характеристику определяют измеряемую плотность теплового потока. Диапазон применения таких эта-

-у

лонных датчиков составляет от 10 до 5000 Вт/м" при температурах от минус 70 °С до 130 °С.

1- платиновые тонкопленочные терморезисторы, 2 - тепловое сопротивление из стали 12Х18Н10Т, 3 - медные контактные пластины, 4 - вакуумный зазор

Рисунок 3 - Конструкция эталонных металлических датчиков теплового потока: а) общий вид датчиков; б) принципиальная схема; в) электрическая схема

В настоящее время в нашей стране основными изготовителями средств измерений плотности теплового потока являются: фирма «Химик - Дизайн» (г. Москва), «Научно производственное предприятие «Эталон» (г. Омск), Специальное конструкторское бюро «Стройприбор» (г. Челябинск), «Интерприбор» (г. Челябинск), ООО «Техноцентрприбор» (г. Москва), АООТ «ПрактикНЦ (г. Зеленоград).

Фирма «Химик - Дизайн» сосредоточена на изготовлении датчиков теплового потока круглой формы с характерным диаметром 27 мм.

В качестве теплового сопротивления датчиков используют полимерный материал. Диапазон измерений плотности теплового потока составляет от 10 до 5000 Вт/м , а значения температурных пределов эксплуатации - от минус 70 °С до 130 °С. Конструкция датчиков аналогична конструкции гальванических датчиков, разработанными Институтом технической теплофизики (ИТТФ) НАН Украины (г. Киев) [7].

НЛП «Эталон» специализируется на разработке и производстве средств теп-лофизических измерений и метрологического оборудования для их поверки.

Предприятие изготавливает датчик теплового потока разных модификаций, которые можно применять для решения многих задач науки и техники. Тепловое сопротивление датчиков изготавливают из резинового или эпоксидного компаундов. Форма датчиков - круглая или квадратная, а их габариты от 20 до 300 мм. Возможная температура применения достигает 200 °С. Диапазон измерений плотности теплового потока от 10 до 2000 Вт/м . Коэффициенты преобразования находятся в диапазоне от 10 до 50 Вт/(мВм ).

Помимо первичных преобразователей теплового потока НИИ «Эталон» выпускает измерительный преобразователь ИПП -11. Он предназначен для измерений плотности теплового потока и температуры. Данный прибор имеет возможность сохранять измеренные значения во внутренней энергонезависимой памяти и передавать их в ПК. ИПП - 1 может работать с датчиками теплового потока с коэффициентами преобразования от 10 до 99,9 Вт/(мВ-м ). В качестве датчиков температуры к прибору подключаются термоэлектрические преобразователи,

термоэлектроды которых выполнены из материалов хромель и копель (тип К) или хромель и алюмель (тип Ь). Предел измерений плотности теплового потока 1000 Вт/м2.

Калибровка изготовленных датчиков осуществляется на теплометрической установке УТМ - 1. Данная установка была разработана и изготовлена совместно СНИИМ и Н1111 «Эталон». УТМ - 1 позволяет передавать единицу плотности теплового потока кондуктивным методом всему ряду изготавливаемых датчиков. В качестве рабочей среды в теплометрической установке применен песок. Применение этого материала значительно усложняет калибровку датчиков. Монтаж и демонтаж датчиков сопровождается загрузкой и выгрузкой песка. При этом характер неоднородности теплового поля в рабочей камере не является воспроизводимым и изменяется случайным образом, хотя не превышает 3,0 % на диаметре 280 мм. Кроме этого, монтаж датчиков на поверхность требует её тщательной подготовки, которая не допускает попадания песчинок под датчик, приводящего к образованию воздушных зазоров и соответствующего искажения теплового поля. Диапазон задаваемой плотности теплового потока в теплометрической камере от 10 до 2000 Вт/м . Нестабильность поддержания плотности теплового потока в установившемся режиме не превышает 0,25% в мин. Возможная температура калибровки датчиков находится в диапазоне от 20 °С до 200 °С. Допускаемые границы погрешности определения действительных значений коэффициента преобразования датчика при доверительной вероятности 0,95 не более ± 6 % .

Деятельность специального конструкторского бюро «Стройприбор» направлена на создание приборов неразрушающего контроля предназначенных для предприятий строительной индустрии, строительных лабораторий, сертификационных центров, служб обследования и эксплуатации зданий и сооружений [39].

Одним из видов деятельности предприятия является разработка и изготовлений приборов и оборудования для проведения энергоаудита зданий в соответствии с законом «О энергосбережении». Для этой цели предприятие разработало и изготавливает измеритель плотности теплового потока ИТП - МГ 4.03 «Поток». Данный прибор предназначен для измерения и регистрации плотности тепловых

потоков, проходящих через ограждающие конструкции зданий и сооружений по ГОСТ 253801 . В зависимости от модификации прибор может быть укомплектован от 10 до 100 измерительными каналами, к которым могут быть подключены как датчиками теплового потока, так датчики температуры в разной вариации. Габаритные размеры ДТП - диаметр 27 мм толщиной не более 2 мм. Диапазон измерений плотности теплового потока от 10 до 999 Вт/м . Диапазон измерения температуры от минус 30 °С до 70 °С. Относительная погрешность измерения плотности тепловых потоков ± 6 %.

Для калибровки при выпуске из производства приборов ИТП - МГ 4.03 «Поток» специальное конструкторское бюро «Стройприбор» разработало радиационную теплометрическую установку РГ-ПТП 0.1. Она позволяет одновременно калибровать шестнадцать датчиков в диапазоне от 10 до 1000 Вт/м с пределами допускаемой относительной погрешности ± 3 %. Одним из недостатков этой установки является необходимость обеспечения равной удаленности тепловоспри-нимающих поверхностей калибруемых и эталонного датчиков от источника теплового излучения и влияние различий коэффициентов черноты датчиков на результаты калибровки.

Деятельность «Научно-производственного предприятия «Интерприбор» направлена на создание измерительных приборов применяющихся в строительной индустрии. Для определения энергоэффективности ограждающих конструкций зданий и сооружений НИИ «Интерприбор» разработан измеритель плотности теплового потока и температуры «Теплограф». Он состоит из датчиков теплового потока и датчиков температуры, количество которых определяется модификацией прибора, а также измерительного преобразователя, который собирает измерительную информацию и отображает ее в удобном для пользователя виде. Габаритные размеры ДТП - диаметр 27 мм, толщина - не более 2 мм.

1 ГОСТ 25380 - 82. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции. - М.: Госстандарт, 1982.

В зависимости от модификации прибора он может быть укомплектован датчиками влажности. Диапазон измерения плотности теплового потока от 10 до 500 Вт/м . Диапазон измерения температуры от минус 40 °С до 100 °С. Погрешность измерения плотности теплового потока ± 6 % [26].

Другим представителем приборостроительной индустрии является ООО «Техноцентрприбор». Его деятельность направлена на создание приборов для определения технологических параметров в литейном и металлургическом производстве. Для контроля этих тепловых процессов разработан измерительный прибор ИПП - ЗМК. Прибор состоит из датчика теплового потока, датчика температуры и измерительного преобразователя. Предел измерения плотности теплового потока составляет 9999 Вт/м , приведенная погрешность - измерения плотности теплового потока составляет ±5 %.

Аналогичным по конструкции с ИПП - ЗМК обладает измеритель теплового потока ИПП-2 и его модификация ИПП-2М производства «Практик-НП». Прибор также состоит из датчика температуры, датчика плотности теплового потока и

измерительного преобразователя. Предел измерений для ИПП-2 составляет

2 2 500 Вт/м , а для

ИПП-2М - 2000 Вт/м . Погрешность

измерении определяется выражением ±(9+0,02(2000/х„ЗЛ1 - 1)) %, где хизм - измеренное значение.

Анализ отечественных средств измерений показывает, что диапазон измеряемой плотности теплового потока находится в основном от 10 до 10000 Вт/м2, хотя у большинства приборов предел измерения не превышает 2000 Вт/м . Температура эксплуатации датчиков теплового потока достигает 200 °С.

Представленный диапазон плотности теплового потока обусловлен областью использования средств теплометрии. На сегодняшний день тепловые измерения ориентированы на определение энергоэффективности ограждающих конструкций зданий и сооружений. При тепловом обследовании зданий значение тепловых

-у

утечек редко превышает 1000 Вт/м". Возможно по этой причине измерения тепловых потоков до 2000 Вт/м2 в нашей стране наиболее востребованы [34].

В настоящее время измерение тепловых потоков активно осваиваются не только в нашей стране, но и за рубежом.

Одним из ярких представителей этого направления является киевский ИТТФ. Им разработано большое количество различных датчиков теплового потока. Датчики имеют круглую, квадратную, прямоугольную форму. Характерный размер датчиков находится в диапазоне от 12 до 300 мм. Коэффициент теплопроводности датчиков находится в диапазоне от 0,1 до 1 Вт/(м-К). В зависимости от сферы применения датчики могут быть изготовлены не только в виде жестких элементов, но и в виде гибких пластинок для проведения измерения на криволинейных объектах. Также в ИТТФ разработаны датчики высокой термостойкости. Предел температуры эксплуатации достигает у них 250 °С. Для измерения плотности теплого потока и распределения её значения по поверхности датчики могут быть изготовлены в виде многосекционныех пластин, на которых размещена линейка одиночных преобразователей теплового потока.

Одной из трудностей при эксплуатации ДТП является сложность их монтажа на поверхность. Эта проблема сотрудниками ИТТФ решена благодаря применению датчиков с магнитным держателем при работе со стальной поверхностью. Также в ИТТФ разработаны датчики с корректирующей термобатареей, которая позволяет проводить измерения нестационарных тепловых потоков. Такое конструкторское решение также позволяет уменьшить влияние датчиков теплового потока на распределение температурного поля на поверхности объекта измерений. Диапазон измерений плотности теплового потока в зависимости от модификации

3 6 2

датчиков находится от 1 -10" до 1Т 0 Вт/м . Диапазон значений рабочей температуры датчиков находится в пределах от минус 150 °С до 300 °С.

Помимо первичных преобразователей ИТТФ выпускает теплоизмерительные приборы серии ИТП различных модификаций. Диапазон измерений плотности теплового потока этих приборов в зависимости от модификации составляет от 2 до 1999 Вт/м2, а погрешность измерений находится в диапазоне от 4 % до 8 % [13].

Другим зарубежным изготовителем ДТП является Германия, представленная фирмами «Wuntronic», «Ahlborn Mess - und Regelungstechnik». «Wuntronic» изготавливает датчики пяти типов F, FR, FCR, FM, FRM. Тип F имеет одиннадцать

модификаций, отличающихся размерами в пределах от 15,8 до 35,1 мм. Предел измерений плотности теплового потока достигает 1 • 104 Вт/м2, а диапазон рабочих температур находится в пределах от минус 200 °С до 200 °С. Датчики этого типа имеют универсальное назначение. Датчики типа FR предназначены для медико-биологических исследований и имеют две модификации. Предел измерений плотности теплового потока достигает МО4 Вт/м2, а диапазон рабочих температур находится в пределах от минус 30 °С до 150 °С. Коэффициент теплопроводности датчиков составляет 0,3 Вт/(м-К). Габаритные размеры этих ДТП: диаметр от 19 до 25 мм, толщина - 2 мм. Датчики типа FCR предназначены для измерения плотности теплового потока при высоких температурах. Они представлены шестью модификациями. Их термостойкость может достигать 260 °С, а для некоторых модификаций - 560 °С. Предел измерений плотности теплового потока дости-2

гает 95000 Вт/м . Тип датчиков FM, FRM ориентирован на минимизацию габаритных размеров. Их диаметр составляет от 6 до 12,7 мм, а толщина — 1,8 мм. Предел измерений плотности теплового потока достигает 13000 Вт/м , а верхний предел рабочей температуры составляет 148,5 °С.

«Ahlborn Mess - und Regelungstechnik» является изготовителем теплотехнических средств измерений - Term 7320/1 и Term 2273. Term 7320/1 является микропроцессорным прибором, который укомплектован датчиком теплового потока с габаритными размерами от 24 до 500 мм. Предел их рабочей температуры равен 250 °С. Прибор Term 2273 предназначен для обнаружения дефектов теплоизоляции ограждающих конструкций теплоэнергетических объектов. Предел измерений плотности теплового потока достигает 1999,9 Вт/м для модификации А и 19999 Вт/м - для модификации В.

Датчики теплового потока нидерландского происхождения представлены фирмами «TNO - TPD», «HUKSEFLUX». Фирма «TNO - TPD» изготавливает датчики четырех серий PU, Belt form, НТ, RadCon. Серия PU имеет девять модификаций которые отличаются габаритными размерами, размером чувствительной зоны и коэффициентами преобразования. Диаметр датчиков находится в диапазоне от 25 до 100 мм, а их коэффициент преобразования - в диапазоне от 3,3 до

125 Вт/(мВ-м ). Предел их рабочей температуры составляет 100 °С. Серия Belt form отличается гибкостью датчика и имеет габаритный размер 380 мм х 100 мм, толщиной 1,2 мм. Датчики серии НТ изготавливают в термостойком исполнении с пределом рабочей температуры 250 °С.

Серия RadCon ориентирована на измерение радиационной и конвективной составляющих сложного теплового потока. Предел их рабочей температуры достигает 250 °С. Для некоторых модификаций этой серии требуется принудительный теплоотвод.

Фирма «HUKSEFLUX» изготавливает датчики теплового потока серий HFP SC, HFP, HF. Серия HFP SC оснащена тонкоплёночным нагревателем для проведения самокалибровки. Предел измерений плотности теплового потока достигает 150 Вт/м в диапазоне рабочих температур от минус 30 °С до 70 °С. Диаметр датчика составляет 80 мм, а толщина - 5 мм. Серия HFP представляет собой датчики с охранной зоной. Предел измерений плотности теплового потока достигает 2000 Вт/м . Серия HF предназначена для исследований процессов плавления алюминия с возможностью крепления к печи при помощи магнитов. Предел измерений

3 2

плотности теплового потока находится в пределах от 50 до 50-10 Вт/м , а предел рабочих температур достигает 800 °С.

«САРТЕС ENTERPRISE» (Франция) выпускает датчики, рассчитанные на измерения большой плотности теплового потока (до 100 кВт/м ). Коэффициент преобразования находится в диапазоне от 5 до 3000 Вт/(мВ-м ) в зависимости от модификации.

Фирма «RHOPOINT LTD» (Англия) предлагает тонкопленочные датчики предназначенные для измерения плотности теплового потока до 570 кВт/м в диапазоне рабочих температур от минус 200 °С до 260 °С. Данные датчики имеют коэффициент преобразования от 15 до 170 Вт/(мВ м").

«Reading thermal systems» (США) изготавливает датчики типов HFM 6, HFM 7. Они предназначены для измерения суммарного теплового потока, для радиационной и конвективной его составляющих.

«Kyoto electronics manufacturing» (Япония) изготавливает средства измерений серии HFM. Эта серия приборов может одновременно работать с различными типами датчиков теплового потока и температуры. Возможна функция передачи измеренных данных в сеть интернет. «Kyoto electronics manufacturing» также имеет своё производство датчиков теплового потока. Их диапазон измерения составляет от 0,01 до 50 кВт/м , а предел рабочей температуры достигает 750 °С.

Проведенный анализ зарубежных изготовителей средств измерений демонстрирует достаточно большие возможности заграничных приборов. Предлагаемое ими теплометрическое оборудование может удовлетворить большинство потребностей современной науки, техники и медицины. На фоне мирового состояния этого вида теплотехнических измерений можно сделать заключение об отставании России в применении различных средств теплометрии в различных сферах человеческой деятельности. Возможной причиной такого отставания является недостаточное развитие отечественного приборостроения в этом виде измерений и средств их метрологического обеспечения.

1.1.2 Исследование возможности создания датчиков теплового потока на

основе кремния

Для разработки новых датчиков, направленных на измерение большой плотности теплового потока, была предпринята попытка создания ДТП на основе кремния [22]. Выбор этих материалов обусловлен высокой ТЭДС и малым тепловым сопротивлением чувствительного элемента датчика. Это позволяет применять датчики для измерения большой плотности теплового потока, так как на нем не образуется большой градиент температуры, который может вызвать деформацию датчика [27].

Другим преимуществом предложенных датчиков является технологичность их изготовления. Как описывалось выше, технология изготовления гальванических датчиков довольно сложна, что приводит к их высокой стоимости. Приме-

нение кремния позволяет использовать технологию изготовления интегральных микросхем, что значительно упрощает процесс производства датчиков.

Кремниевый датчик представляет собой одиночный датчик теплового потока, у которого кремний в виде пластинки выполняет функции теплового сопротивления и, одновременно, промежуточного термоэлектрода дифференциальной термопары. В качестве других термоэлектродов используют пластинки меди. При расположении такого датчика между нагревателем и холодильником на поверхностях кремния (промежуточного термоэлектрода) возникает разность температур, которая пропорциональна тепловому потоку. Эта разность температур вызывает соответствующую ТЭДС, развиваемую между кремнием и прилегающими к нему обкладками из меди. Толщина обкладок составляла 0,1 мм, толщина кремниевого термоэлектрода - 5 мм, а их диаметр был равен 27 мм.

Для исследования таких датчиков автором диссертации разработана экспериментальная установка, которая позволяет создавать большие градиенты температуры и, соответственно, большие значения плотности теплового потока. Тепловой поток в этой установке формируется между теплоотдающей и тепловоспри-нимающей поверхностями нагревателя и холодильника. Нагрев теплоотдающей поверхности осуществляется электрическим нагревателем. Охлаждение тепловос-принимающей поверхности осуществляется поглощением тепла тающим льдом. Между нагревателем и холодильником помещается исследуемый датчик.

При использовании кремниевого датчика было необходимо исследовать зависимость ТЭДС от пронизываемой его плотности теплового потока. При этом исследуемый датчик устанавливался последовательно по потоку с датчиком с известным коэффициентом преобразования. Градиенты температуры, создаваемые на кремниевом датчике, находились в диапазоне от 30 К/см до 200 К/см. Зависимость ТЭДС (Е) от плотности д теплового потока представлена на рисунке 4.

Очевидно, что в диапазоне плотности теплового потока от 500 Вт/м до

2

2500 Вт/м зависимость Е(д) достаточно линейна.

Е=т

5

4

00 5

О з СГ

о о

5 2

о. г

1

о

О 500 1000 1500 2000 2500 3000

Плотность теплового потока, Вт/м2

Рисунок 4- Зависимость ТЭДС кремневого датчика от плотности теплового потока

По сравнению с гальваническими датчиками, у которых сигнал при 2500 Вт/м достигает 80 мВ, значение сигнала в 5 мВ выглядит не достаточно большим. Для увеличения сигнала, можно изготовить термоэлектрическую батарею из одиночных датчиков. Шестнадцать элементов на основе кремния будут генерировать такой же сигнал, как и многоспайная термопара гальванического датчика, содержащая около 1500 спаев дифференциальных термопар.

Проведенные эксперименты подтверждают возможность создания на основе термоэлектродов из кремния и меди одиночного датчика или чувствительные элементы для многоспайных датчиков теплового потока. Есть надежда, что дальнейшее исследование их метрологических характеристик позволит создавать датчики теплового потока, как эталонного, так и промышленного назначения для измерений высоких значений плотности теплового потока.

1.2 Обеспечение единства измерений поверхностной плотности

теплового потока

1.2.1 Государственная поверочная схема для средств измерений плотности

теплового потока

Для обеспечения единства измерений поверхностной плотности теплового потока в диапазоне 10 -^2000 Вт/ м в СССР введена в 1989 г. государственная поверочная схема МИ 1855-88, разработанная в СНИИМ [24].

Эту поверочную схему возглавляла созданная и находящаяся в СНИИМ установка высшей точности У ВТ 53-А-88, которая предназначена для воспроизведения и хранения размера единицы плотности теплового потока с погрешностями менее 1 % (НСП) и 0,5 (СКО) в диапазоне 200...400 К, а также для передачи единицы при помощи образцовых (эталонных) средств рабочим средствам измерений, имеющим пределы относительных допускаемых погрешностей от 4 % до 10%.

В 2008 году утвержден разработанный и хранящийся в СНИИМ Государственный первичный эталон единицы поверхностной плотности теплового потока -ГЭТ 172-2008, который воспроизводит единицу в диапазоне от 10 до 5000 Вт/м при температурах от 200 до 420 К с неисключенной систематической погрешностью 0,6 % и случайной погрешностью 0,4 %.

С июля 2013 года передача единицы плотности теплового потока от государственного первичного эталона средствам измерений осуществляется в соответствии с новой поверочной схемой по ГОСТ Р 8.797- 20121. Согласно этой поверочной схеме передача единицы от государственного первичного эталона ГЭТ 172— 2008 рабочим эталонам осуществляется методом прямых измерений с относительной погрешностью от 0,5 % до 1,0 %, (рисунок 5).

В качестве эталонов единицы поверхностной плотности теплового потока используют эталонные датчики теплового потока в диапазоне от 10 до 5000 Вт/м

и теплометрические установки в диапазонах от 10 до 5000 Вт/м и от 1 до 10000

2 2 Вт/м . Воспроизведение единицы в расширенном до 1 и 10000 Вт/м диапазоне

измерений осуществляется специально созданными в СНИИМ теплометрически-ми установками. Доверительные границы относительной погрешности 8о при доверительной вероятности 0,95 составляют: для датчиков теплового потока в диапазоне от 10 до 5000 Вт/м от 1,0 % до 1,5 %; для теплометрических установок в диапазоне от 10 до 5000 Вт/м от 1,5 % до 2,0 %; для теплометрических установок в диапазоне от 1 до 10000 Вт/м от 2,0 % до 3,0 %.

Эталоны применяют для передачи единицы поверхностной плотности теплового потока средствам измерений методом непосредственного сличения с относительной погрешностью передачи единицы величины от 1,0 % до 2,0 % и методом прямых измерений - от 1,0 % до 1,5 %. Теплометрические установки предают единицу средствам измерений методам прямых измерений.

1 ГОСТ Р 8. 749-2012. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений поверхностной плотности теплового потока в диапазоне от 1 до 10 000 Вт/м2. - М.: Стандар-тинформ, 2012.

к о ч (Й н

<Т) «

к

V

я

PQ Он <D

с

-О

я о

н

о

« К

я

и

о.

<D

со К

ей PQ

н о

t=c

<D

о.

и

Государственный первичный эталон единицы поверхностной плотности теплового потока в диапазоне от 10 до 5000 Вт/м при значениях температуры от 200 до 420 К

S0 = 0,4 % 0о = 0,6 %

( Л

Метод прямых \ "i измерений )"

Датчики теплового потока 10...5000 Вт/м2 бо = (1,0... 1,5) %

Метод непосред- \ ственного сличения Г" Af0= (1,0...2,0) % J

(Метод прямых \ измерений )

Заключение диссертации по теме «Метрология и метрологическое обеспечение», Троценко, Дмитрий Петрович

Основные выводы по третьему разделу:

- исследованы метрологические характеристики теплометрической установки реализующей метод большого теплового сопротивления; результаты исследований показали, что погрешность передачи единицы датчикам различных форм и размеров находится в диапазоне от 2 % до 3 %, однако при этом время выхода на стационарный режим достигает восьми часов;

- исследованы метрологические характеристики теплометрической установки реализующей методику алгоритмического исключения влияния неоднородности теплового поля на калибровку датчиков; результаты исследований показали, что несмотря на необходимость дважды перемещать датчики, время их калибровки существенно сокращается, хотя для достижения высоких метрологических характеристик необходимо минимизировать значение методической погрешности, вызванной разной глубиной ячеек и разной толщиной датчиков;

- исследованы метрологические характеристики теплометрической установки реализующей метод последовательно-параллельного расположения датчиков относительно распространения теплового потока; результаты исследований показали, что реализованный метод калибровки датчиков поддается автоматизации, при этом значение методической погрешности, которая вызвана её накоплением при передаче единицы по цепочке от эталонного датчика калибруемым, соизмеримо со случайной погрешностью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований были решены следующие задачи:

- по результатам анализа состояния метрологического обеспечения тепло-метрии с учётом требований новой поверочной схемы выявлена необходимость создания новых средств передачи единицы плотности теплового потока, обеспечивающих массовую калибровку датчиков в диапазоне от 10 до 1000 Вт/м с погрешностью от 2 до 3 %;

- исследована и подтверждена возможность использования термомагнитного эффекта Нернста - Эттингсгаузена в полупроводниковых КРТ-структурах для калибровки датчиков теплового потока повышенной точности кондуктивным методом;

- разработан и реализован в виде калибровочной установки новый вариант кондуктивного метода, основанный на большом тепловом сопротивлении рабочей среды теплометричёского блока, позволяющий решить задачу одновременной калибровки датчиков разных форм и размеров;

- разработан и исследован новый вариант кондуктивной калибровки датчиков теплового потока с последовательно-параллельным расположением датчиков относительно распространения теплового потока, обеспечивающий массовую калибровку однотипных датчиков при выпуске их из производства и при эксплуатации;

- предложена, теоретически обоснована, экспериментально исследована и внедрена методика алгоритмического исключения влияния неоднородности теплового поля на результаты калибровки датчиков теплового потока;

- на основании экспериментальных исследований определены метрологические характеристики созданных методов и средств передачи единицы поверхностной плотности теплового потока, подтверждающие их соответствие требованиям поверочной схемы по ГОСТ Р 8.749-2012.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Троценко, Дмитрий Петрович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 А. с. № 1093915. Устройство для градуировки датчиков теплового потока [Текст] // Калинин, А.Н, Томбасов, Е.А., Воробьев, Ю.Г., Иванов, Н.П., Черепанов, В .Я.; опубл. 1984, Бюл. № 19. — 2 с.

2 Баскаков, А. П., Теплотехника [Текст] / А. П. Баскаков. - М.: Энергоатом-издат, 1991. -224 с.

3 Болгарский, А. В., Термодинамика и теплопередача [Текст]: учеб. пособие / А. В. Болгарский. - М.: Высшая школа, 1975. - 495 с.

4. Брянский, Л. Н. Непричесанная метрология [Текст]: Физические величины. Справочник / Л. Н. Брянский, И. С. Григорьева, Е. 3. Мейлихова. - М.: Энерго-атомиздат, 1991. - 1232 с.

5 Гаджиалиев, М. М., Экспериментальное исследование поперечного эффекта Нернста-Эттинсгаузена и термо-эдс при большом градиенте температуры [Текст] / М. М. Гаджиалиев, В. А. Елизаров // Физика и техника полупроводников. - 1998, том 32, №11, С,- 1313- 1314.

6 Герашенко, О. А. Методика конструирования оптимальных преобразователей теплового потока [Текст] / О. А. Герашенко, Т. Г. Грищенко, Л.В. Декуша // Проблемы энергосбережения. - 1990, вып. 3, С. - 36-42.

7. Геращенко, О. А. Основы теплометрии [Текст] / О. А. Геращенко.- Киев: Наукова думка, 1971. - 191 с.

8 Государственные эталоны России [Текст]: каталог / Гос. ком. Рос. Федерации по стандартизации и метрологии. - М., 2000 - 182 с.

9 Димов, Ю. В. Метрология стандартизация и сертификация [Текст] / Ю. В Димов. - С-П.: Питер, 2000. - 432 с.

10 Дущенко, В. П., Общая физика [Текст]: учеб. пособие / В. П. Дущенко, И. М. Кучерук. - К.: Высшая школа, 1995. - 430 с.

11 Н. П. Датчики теплового потока [Текст] / Н. П. Дивин // АС. №9959 с приоритетом 10 августа 1998 г. БИ. 1999 №5.

12 Исаченко, В. П., Теплопередача [Текст] / В. П. Исаченко В. П., В. А. Оси-пова, А. С. Сукомел. - М.: Энергия, 1975. - 483 с.

13 Институт технической теплофизики национальной академии Наук Украины [Электронный ресурс] / - Режим доступа:

http ://www. ittf.kiev.ua/ru/about_ints.html

14 Компаунд для изготовления форм (силиконовых эластичных форм) Пен-тэласт®-710 [Электронный ресурс]/ - Режим доступа: http://www.penta-91.ru/silicone-compound-710.htm . - 26.09.2012.

15 Крейт, Ф., Основы теплопередачи [Текст]: Пер. с анг./ Ф. Крейт, У. Блек. -М.: Мир, 1983.-512 с.

16 Кувандиков, О. К., Эффект Нернста-Эттингсгаузена индия и таллия в твёрдом и жидком состояниях [Текст] / О. К. Кувандиков, И. Субханкулов, А Да-минов, // Физика металлов и металловедение. - 1977. - т. 44. вып. 3. - С. 670-671.

17 Кувандиков, О. К. Температурная зависимость эффекта Холла и Нернста-Эттингсгаузена в ниобии [Текст] / О. К. Кувандиков [и др.] // Изв. вузов. Физика. - 1977.-№ 8.-С. 128-129.

18 Курбатова, Н. А. Измерительная установка для исследований температурных и тепловых полей полости модели АЧТ [Текст] / Н. А. Курбатова, Д. П. Тро-ценко, В. Я Черепанов // Сборник материалов V Международного конгресса «ГЕО-Сибирь-2009». Т.5. 4.2. - Новосибирск: СГГА, 2009. - С. 124 - 128.

19 Курбатова, Н. А. Методика калибровки тепловых излучателей для определения характеристик оптико-электронных приборов [Текст] / Н. А. Курбатова, Д. П. Троценко // Сборник трудов VI Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых. - СПб: ЛИТМО, 2009. - Вып. 3. - С. 254-259

20 Курбатова, H.A. Радиационно-конвективный метод и установка для поверки датчиков теплового потока на основе адиабатического излучателя [Текст] / Н. А. Курбатова, В. Я. Черепанов // Измерительная техника. - 2011. - № 6. - С. 48-50.

21 Лозинская, О. М. Государственный первичный эталон единицы поверхностной плотности теплового потока [Текст] / О. М. Лозинская [и др.] // Измерительная техника. - 2009. - № 10. - С. 52 - 55.

22. Магомедов, Я. Б. Влияние температуры на термоэлектрические параметры кремния [Текст] / Я. Б Магомедов, Г. Г. Гаджиев, 3. М. Омаров // Фазовые переходы, упорядоченные состояния и новые материалы. - 2009, С. 1-3.

23 . Грищенко, Т. Г. Определение тепловых потоков через ограждающие конструкции [Текст] / Т. Г. Грищенко [и др.]. // Методика M 00013184.5.023-01. - Киев: ЛОГОС, 2002. - 133 с.

24 МИ 1855-88. Государственная поверочная схема для средств измерений поверхностной плотности теплового потока в диапазоне 10... 1000 Вт/м . Методические указания [Текст] //- Введ. 1988—01—01 .М: Изд-во стандартов, 1988. - 5 с.

25 Мясникова, К. П. Гальвано-термомагнитные свойства молибдена, тантала, родия и рутения [Текст] / К. П. Мясникова [и др.] // Изв. АН СССР. Сер. Металлы. - 1975.-№ 6. - С. 185-188.

26 Научно-производственное предприятие «Интерприбор» [Электронный ре-сурс]/-Режим доступа: http://www.interpribor.ru/

27 Непочатова, А. В. Влияние свойств датчиков теплового потока на погрешность измерений [Текст] / А. В. Непочатова, В. Я., Черепанов, В.А. Ямшанов // Сборник материалов Международного научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2008».Т. 4.4.2. Новосибирск: СГГА, 2008. - С .113 - 117.

28 Новицкий, П. В. Оценка погрешностей результатов измерений [Текст]: 2-е изд., перераб и доп. / П. В. Новицкий, И. А. Зограф. - Л.: Энероатомиздат, 1991. -304 с.

29 ОАО Научно-производственное предприятие «Эталон» [Электронный ресурс] / - Режим доступа: http://www.omsketalon.ru/

30. Грищенко, Т. Г. Определение тепловых потоков через ограждающие конструкции [Текст]: Методика / Т. Г. Грищенко [и др] // M 00013184.5.023-01 - К.: ЛОГОС, 2002.- 133 с.

31 Пеноплекс [Электронный ресурс]/ - Режим доступа: http://www.penoplex.ru/subsection/general_characteristics.html . - 26.09.2012.

32 Походун, А. И. Экспериментальные методы исследований. Погрешности неопределенности измерений [Текст]: учеб. пособие / А. И. Походун. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. -112 с.

33 ППЖ-200 [Электронный ресурс] / - Режим доступа: http://www.rosizol.com/ppg200.php. - 26.09.2012.

34 Преображенский, В. П. Теплотехнические измерения и приборы [Текст]: / В. П. Преображенский - М. -Л.: Госэнергоиздат, 1953. - 384 с.

35 Сапожников, С. 3. Измерение не стационарных тепловых потоков градиентными датчиками на основе анизотропных монокристаллов висмута [Текст] / С. 3. Сапожников, В. Ю. Митяков, А. В.Митяков// Журнал технической физики. -2004, Т. 74, №7. - С. 114 -120.

36 Селиванов, М. Н. Качество измерений [Текст]: Метрологическая справочная книга / М. Н Селиванов, А. Э. Фридман, Ж. Ф Кудряшова. - Л.: Лениздат, 1987.-295 с.

37 Сергеев, А. Г. Метрология [Текст]: учеб. пособие / А. Г Сергеев. - М.: Логос, 2005.-272 с.

38 Сивухин, Д. В. Общий курс физики [Текст]: учеб. пособие / Д. В. Сивухин. - М.: Физматлит, 2004. - 656 с.

39 Специальное конструкторское бюро «Стройприбор» [Электронный ресурс]/ - Режим доступа: http://www.stroypribor.ru/

40 Томбасов, Е. А. Образцовая установка для градуировки и поверки преобразователей теплового потока / Е. А. Томбасов, О. М. Лозинская, В.Я Черепанов // Метрология. - 1987. № 1. - С. 34 - 38.

41 Томбасов, Е.А. Государственная поверочная схема для средств измерений поверхностной плотности теплового потока в диапазоне 10... 2000 Вт/м [Текст] / / Е. А. Томбасов, О. М. Лозинская, В.Я Черепанов // V Всесоюзная конференция "Метрологическое обеспечение теплофизических измерений при низких температурах". Тезисы докладов. Хабаровск, 1988. - С. 346.

42 Троценко, Д. П. Перспективы использования термомагнитных явлений для воспроизведения и передачи единицы плотности теплового потока [Текст] / Д. П. Троценко, В. Я. Черепанов, В. А. Ямшанов // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск: СГТА, 2011. Т. 5, ч. 2. - С. 242-246.

43 Троценко Д. П. Кондуктивный компаратор для поверки датчиков теплового потока [Текст] / Д.П. Троценко, Д. О. Пряшин, , В. Я Черепанов.// Сборник материалов VI Международного трудов научного конгресса «ГЕО-СИБИРЬ-2010». Т.5. 4.2. - Новосибирск: СГГА, 2010. - С. 124 - 129.

44 Троценко, Д. П. Разработка и исследование новых методов и эталонных средств метрологического обеспечения теплометрии [Текст] / Д. П. Троценко, Н. А Вихарева, В. Я. Черепанов, В. А. Ямшанов и др. // Приборы. - 2012. - № 10. -С. 1-8.

45 Троценко, Д.П. Исключение влияния неоднородности теплового поля при калибровке датчиков теплового потока/ Д.П. Троценко// Вестник СГГА. - 2012. Вып. 3(19). -С.124-128.

46 Троценко, Д. П. Калибровка датчиков теплового потока в неоднородном тепловом поле [Текст] / Д. П. Троценко, В. Я. Черепанов, В. А. Ямшанов // Научный вестник НГТУ. - 2013. - № 3 (52). - С. 189-194.

47 Троценко, Д. П. Кондуктивный метод и средства массовой калибровки датчиков теплового потока [Текст] / Д. П. Троценко, В. Я. Черепанов, В. А. Ямшанов // Приборы. - 2013. - № 8. - С. 53-56.

48 Троценко, Д. П. Опыт применения методики калибровки датчиков теплового потока в условиях неоднородности теплового поля [Текст] / Д. П. Троценко, В. Я. Черепанов, В. А. Ямшанов // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Сиб0птика-2013»: сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 2. - С. 5761.

49 Григорьева, И. С. Физические величины [Текст]: справочник / И. С. Григорьева, Е. 3. Мейлихова. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

50 Теплофизические свойства твердых веществ [Текст]: справочник / Р. П. Юрчак, под ред. Г. В. Самсонов. - М.: Наука, 1973. - С. 83 - 87.

51 Яворский, Б. М. Справочник по физике [Текст] / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. - М.: Наука, 1982. - 846 с.