Микроволновый метод неразрушающего контроля теплофизических характеристик строительных материалов

Рассмотрены бесконтактный микроволновый метод и реализующая его информационно-измерительная система (ИИС) для определения теплофизических характеристик (ТФХ) строительных материалов и изделий. Метод предусматривал сверхвысокочастотный (СВЧ) нагрев исследуемых образцов посредством воздействия на поверхность строительного объекта электромагнитного поля микроволнового диапазона через круговую область, контроль температуры в центре круга и окружающей среды. Для практической реализации метода разработали микропроцессорную ИИС, позволяющую определять ТФХ исследуемых объектов с высокой точностью. Отличительная ее особенность — оперативное автоматическое управление всеми операциями теплофизического эксперимента, а также контроль тепловых потерь в окружающую среду с поверхности круговой области микроволнового воздействия и внесение поправок на эти потери в целях повышения точности конечных результатов. Анализ полученных расчетных и экспериментальных данных показал, что исключение влияния контактного термосопротивления, возникающего между поверхностями образца и нагревательного элемента, на определение искомых ТФХ повышает точность метода в среднем на 6 – 8 %. Это делает его предпочтительным по сравнению с другими известными методиками и позволяет использовать в практике теплофизических измерений и строительной теплотехнике.

теплопроводность, температуропроводность, тепловая активность, микроволновый нагрев, микропроцессорная система, строительная теплотехника

1. Чернышов В. Н., Однолько В. Г., Чернышов А. В. Методы и системы неразрушающего контроля теплозащитных свойств строительных материалов и изделий. — М.: Спектр, 2012. — 200 с.

2. Пат. 2399911 РФ, МПК G 01 N 25/18. Способ определения теплофизических характеристик строительных материалов (варианты) / Чернышов В. Н., Голиков Д. О., Чернышов А. В.; заявитель и патентообладатель ТГТУ. — № 2008145926/28; заявл. 20.11.2008; опубл. 20.09.2010. Бюл. № 26.

3. Чернышов В. Н., Чернышов А. В., Голиков Д. О. СВЧ-метод и система оперативного контроля теплофизических характеристик строительных материалов / Вести вузов Черноземья. 2010. № 1. С. 17 – 23.

4. Пат. 2574229 РФ, МПК G 01 N 25/18. Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик строительных материалов и изделий / Чернышов В. Н., Чернышов А. В., Жарикова М. В.; заявитель и патентообладатель ТГТУ. — № 2014145713; заявл. 13.11.2014; опубл. 10.02.2016. Бюл. № 4.

5. Пюшнер Г. Нагрев энергией СВЧ. — М.: Энергия, 1968. — 310 с.

6. Карслоу Х., Егер Д. Операционные методы в прикладной математике. — М.: Иностранная литература, 1948. — 292 с.

7. Лыков А. В. Теория теплопроводности. — М.: Высшая школа, 1967. — 599 с.

8. Платунов Е. С., Буравой Е. С., Курепин В. В., Петров Г. С. Теплофизические измерения и приборы. — Л.: Машиностроение, 1986. — 256 с.

9. Шефтель И. Т. Термосопротивления. — М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1958. — 143 с.

10. Франчук А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов. — М.: НИИ строительной физики, 1969. — 144 с.

11. СНиП II-3–79. Строительная теплотехника. — М.: Госстрой России, 1998.

12. Жуков Н. П., Майникова Н. Ф. Многомодельные методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов и изделий. — М.: Машиностроение-1, 2004. — 288 с.