Вимірювальна техніка та метрологія
Permanent URI for this communityhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2123
Browse
Search Results
Item 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 UniversityІснує 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.Item 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 UniversityРідинні 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.