Browsing by Author "Мельник, Х. Л."

Now showing 1 - 3 of 3

Development of liquid-in-tube microthermometers
(Видавництво Львівської політехніки, 2018-02-26) Мельник, Х. Л.; Яцишин, С. П.; Melnyk, Kh.; Yatsyshyn, S.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Існує низка проблем, які повинна вирішити мікро- й нанотермометрія, щоб забезпечити подальший прогрес та промислове освоєння виробництва й застосування мікрооб’єктів. Найпершою з них вважається визначення підстав застосування до цих об’єктів поняття “температура” подібно до того, як воно застосовується до макрооб’єктів. Наступною проблемою є оцінювання змін температури контрольованого об’єкта внаслідок акту термометрування, причому незалежно від застосування контактних чи безконтактних методів. У роботі проведено дослідження на основі оптимізації основного рівняння стану термодинаміки в мікро- та нанообластях. Внаслідок його розв’язання встановлено термодинамічні фактори, що визначають метрологічну характеристику рідинних мікро- і нанотермометрів, а також встановлено чинники впливу. З’ясовано, як і наскільки змінюються термометричні характеристики рідинних термометрів у міру зменшення їхніх лінійних розмірів із переходом у мікро- і надалі у нанообласть. Показано, що термометрична характеристика кардинально змінюється зі зменшенням лінійних розмірів, оскільки переважною термодинамічною силою, що визначає чутливість до температури, стає сила поверхневого натягу. Разом з тим, важливим є фактор співрозмірності контрольованого об’єкта та термометра, проектованого й застосовуваного для вимірювань. Цей фактор визначає методичну похибку вимірювання температури розглянутим термометром. Остання стає доволі значною за умови термометрування об’єкта, співмірного за об’ємно- теплофізичними властивостями з термометром. Для мікро- і нанотехнологій питання створення нанотермометрів набуває визначального значення, позаяк мінімізація методичної похибки до рівня, нижчого від 1 %, означає, що розміри разом з теплоємністю та питомою вагою термометра повинні бути на порядок меншими за відповідні параметри контрольованого об’єкта.
Похибки вимірювання температури рідинними термометрами у разі зменшення їх лінійних розмірів
(Видавництво Львівської політехніки, 2019-02-28) Яцишин, С. П.; Мельник, Х. Л.; Yatsyshyn, Svyatoslav; Melnyk, Khrystyna; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Наведено методологічні основи вивчення систематичної похибки вимірювання температури рідинними термометрами. Встановлено існування близько шести складових цієї похибки. Їхня відносна вага змінюється залежно від умов градуювання та застосування, особливостей виготовлення та використовуваних конструктивних матеріалів, їх сумісності та змочування. Показано, що зміна лінійних розмірів термометрів, зокрема їх зменшення до мікророзмірів, призводить до посилення одних складових та послаблення інших. Виведено рівняння руху термометричної рідини у капілярі з урахуванням низки параметрів. Доведено, що геометрія внутрішньої поверхні капіляра може ставати визначальною для формування складових систематичної похибки, зокрема складової так званого мертвого ходу, та іншої складової, зумовленої девіацією діаметра капіляра під час його виготовлення.
Фактори інерційності рідинних мікротермометрів з тонкими капілярами
(Видавництво Львівської політехніки, 2018-02-26) Мельник, Х. Л.; Melnyk, K.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
Рідинні мікро- і нанотермометри виготовляють на основі капілярів, заповнених рідиною. Важливими є вид рідини (вода, спирт, ртуть тощо), кут нахилу термометра і відповідно, капіляра, його внутрішній діаметр. Нині потреба у мікро- і нанотермометрах з невисокою інерційністю і відповідно з малим діаметром капіляра зростає, а інформації щодо їх інерційності, необхідної, зокрема, для медицини стає недостатньо. Час їх теплової інерції достатньо малий, оскільки теплова рівновага термометра і контрольованого об’єкта встановлюється надзвичайно швидко. Проте насправді переміщення рідини в капілярі термометра, що визначає відлік значення температури, внаслідок зміни термодинамічних умов під час вимірювання не є настільки швидким, щоб задовольнити метрологів. Досвід вивчення спонтанного проникнення рідин у пористі мікро- і наноканали природних структур обмежується переважно працями, що фіксують істотність впливу початкових умов на швидкість проникнення. У роботі розглянуто особливості заповнення капілярів різних внутрішніх діаметрів за різних кутів нахилу, що дає змогу опрацьовувати питання технології виготовлення та використання вказаних термометрів, і отже, прогнозувати тривалість встановлення показів мікро- і нанотермометрів з термочутливою рідиною під час вимірювання, не обмежуючись розглядом лише теплових процесів. Для цього скористались законом Жюрена та рівняннями Вашборна й Босанке. На швидкість заповнення капіляра впливають в’язкість рідини, поверхневий натяг, довжина заповненої частини капіляра та його радіус. Оскільки в’язкість рідини незначно збільшується із підвищенням тиску й експоненційно зменшується із підвищенням температури, то вона обернено пропорційна до швидкості проникнення або переміщення меніска стовпчика термометра. Ми проаналізували вплив зазначених чинників на метрологічні параметри мікро- і нанотермометрів, що сприяє їх ефективнішому виготовленню та використанню.