測定導熱係數的自動控溫裝置製造方法
2023-05-22 11:10:51
測定導熱係數的自動控溫裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種測定導熱係數的自動控溫裝置。其結構特徵是由兩個有機玻璃套筒組成的保溫真空外罩，將其置放在能夠控溫的金屬支架上，筒內放置測量樣品，樣品底部要與支架緊密接觸，而樣品的上部是能夠控溫的金屬控溫頂板，本發明通過恆溫浴來控制支架和控溫頂板的溫度，從而使測量樣品整體溫度恆定和均勻。
【專利說明】測定導熱係數的自動控溫裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種導熱係數測定的自動控溫裝置，利用該裝置可在室內對巖土、保溫材料等樣品進行不同溫度條件下的導熱係數測定。
[0002]
【背景技術】
[0003]在對試驗樣品導熱係數的測試過程中，若環境溫度的波動和不穩定將直接影響導熱係數的測試結果。為此需要研製一種試驗樣品的控溫裝置。
【發明內容】
[0004]鑑於上述，本發明的目的旨在提供一種導熱係數測定的自動控溫裝置，該裝置可滿足不同樣品在室內進行不同溫度條件下的導熱係數的測定。
[0005]本發明是通過以下技術方案來實現:
一種測定導熱係數的自動控溫裝置，主要由第一有機玻璃筒、第二有機玻璃筒、有機玻璃板、頂板把手、控溫頂板、頂板循環液進口、頂板循環液出口、控溫底板、底板循環液進口、底板循環液出口、保溫材料和金屬支架組成。第一有機玻璃筒裝入第二有機玻璃筒內，由上下有機玻璃板將第一有機玻璃筒和第二有機玻璃筒封閉，構成的保溫真空套筒，筒底設有的底板循環液進口和底板循環液出口的穿過控溫底板，控溫底板置放在的金屬支架上，封閉套筒的有機玻璃板上設有抽真空口 ；第一有機玻璃筒內試驗樣品置有導熱係數測定探頭和加熱線，導熱係數測定探頭通過導線與數據採集儀連接；試驗樣品底部與金屬支架緊密接觸，控溫頂板和保溫材料嵌入第一有機玻璃筒內，置於試驗樣品上部；控溫頂板上刨有冷液循環槽，槽口分別與頂板循環液進口和頂板循環液出口對接，控溫頂板有把手。
[0006]本發明的優點是:
1、實現了試驗溫度的任意調節(30°c到-20°C)，且溫度波動僅為0.05-0.1°C，完全滿足滿足不同樣品在室內進行不同溫度條件下的導熱係數的測定。
[0007]2、控溫頂板和控溫底板為金屬(不鏽鋼、銅、鋁合金)的熱傳導板，上下板結構相同，分別由兩塊金屬板、密封墊構成，為試驗樣品提供所需的的試驗溫度。
[0008]3、控溫頂板為熱傳導性較好的金屬板,表面刨有冷夜循環槽,冷液循環時,控制進出冷液溫度均衡穩定，使樣品的溫度，在同一面上保持相同。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明示意圖。
[0010]圖2為圖1樣品導熱係數測定工作圖。
[0011]圖3為圖1中控溫頂板結構示意圖。
【具體實施方式】[0012]一種測定導熱係數的自動控溫裝置，主要由第一有機玻璃筒1、第二有機玻璃筒
2、有機玻璃板12、把手3，控溫頂板4、頂板循環液進口 7、頂板循環液出口 8、控溫底板6、底板循環液進口 10、底板循環液出口 11、保溫材料15和金屬支架13組成。第一有機玻璃筒I壁厚1cm、內徑15cm、高度22cm,第二有機玻璃筒2壁厚1cm、內徑19cm、高度22cm,第一有機玻璃筒I裝入第二有機玻璃筒2內，由上下厚度1cm、內徑15cm、外徑21cm有機玻璃板12將第一有機玻璃筒I和第二有機玻璃筒2封閉，構成的保溫真空套筒。筒底設有底板循環液進口 10和底板循環液出口 11穿過控溫底板6，控溫底板6置放在的金屬支架13上，封閉套筒的有機玻璃板12上設有抽真空口 14 ;第一有機玻璃筒I內試驗樣品5置有導熱係數測定探頭9。試驗樣品5為凍土樣品(凍土樣品為不同含水量、不同幹容重的融土或巖石，在所需負溫條件下凍結而成)。導熱係數測定探頭9通過導線與數據採集儀連接；凍土樣品底部與熱傳導性較好金屬支架13緊密接觸，對凍土樣品精確控溫。熱傳導性較好控溫頂板4和保溫材料15為直徑15cm、厚3cm PVC芯板,嵌入第一有機玻璃筒I內，置於凍土樣品上部；控溫頂板4上刨有冷液循環槽，槽口分別與頂板循環液進口 7和頂板循環液出口 8對接，控溫頂板4有把手3。
[0013]真空泵24連接抽真空口 14。使用過程中，通過導熱係數測定的自動控溫裝置(簡稱控溫裝置)抽真空口 3對封閉第一有機玻璃筒I和2第二有機玻璃筒2進行抽真空，第一有機玻璃筒I和第二有機玻璃筒2對凍土樣品起隔熱保溫作用。
[0014]下面描述試驗樣品導熱係數測定的操作過程:試驗儀器為TC-22導熱係數測定儀，其各部分的連接情況見圖2:控溫裝置的頂板循環液進口 7和底板循環液進口 10進口連接到恆溫浴的出口 22 ;控溫裝置的頂板循環液出口 8和底板循環液出口 11出口連接到恆溫浴的進口 23 ;控溫裝置的加熱線16連接到TC-22導熱係數測定儀的17，測定探頭9正極連接到零溫瓶的正極19 ;測定探頭9負極連接到零溫瓶的負極20 ;零溫瓶的21連接到TC-22導熱係數測定儀的18。[0015]樣品導熱係數測定:
a.製備樣品:樣品按所需要求配製含水量，配好後將凍土樣悶疒4 h;然後裝樣，按所需幹容重將測試凍土樣裝在直徑12 cm厚5 cm的兩個試樣盒中。在裝樣的過程中，必須保證樣品各部位密實度的均勻和樣品兩端面的平整與光滑；b.把製備好的兩個樣品重疊放入自動控溫裝置內，樣品與樣品中間鋪設測試儀器的加熱線，並使樣品上下端面與控溫裝置的頂底面接觸好；c.將恆溫浴的溫度控制在試驗所需的溫度，並連接至裝置的循環液進口 10和底板循環液出口 11 ；d.對控溫裝置夾層抽真空，保證裝置內部的溫度穩定和與外部不進行熱量交換。e.接通主機電源，儀器先預熱30~60 min。(6)零溫瓶內必須盛滿冰水混合物；f.接通各相關連接線；g.調節溫度表指針，使其對準O位；h.測定試樣溫度，並將設置溫度調至與試樣溫度相同；.1對所測試樣選擇最佳的電流值。j.待溫度指針回到O位後，開始試樣的導熱係數測定。k.融土樣品測試結束後，將恆溫浴調製所需負溫，使樣品凍結，待樣品凍結4~ 8 h (溫度穩定)後，重複e到j步驟，從而測試凍土樣品在不同負溫條件下的導熱係數。
[0016]試驗結果如表1所示:
表1樣品(融土和凍土)導熱係數測試結果
【權利要求】
1.一種測定導熱係數的自動控溫裝置，主要由有機玻璃筒(I)有機玻璃筒(2)、有機玻璃板(12)、頂板把手(3)，控溫頂板(4)、頂板循環液進口(7)、頂板循環液出口(8)、控溫底板(6)、底板循環液進口(10)、底板循環液出口(11)、保溫材料(15)和金屬支架(13)組成，其特徵是第一有機玻璃筒(I)裝入第二有機玻璃筒(2)內，由上下有機玻璃板(12 )將第一有機玻璃筒(I)和第二有機玻璃筒(2)封閉，構成的保溫真空套筒，筒底設有的底板循環液進口(10)和底板循環液出口(11)穿過控溫底板(6)，控溫底板(6)置放在的金屬支架(13)上，封閉套筒的有機玻璃板(12)上設有抽真空口( 14 );第一有機玻璃筒(I)內試驗樣品(5 )置有導熱係數測定探頭(9)和加熱線(16)，試驗樣品(5)底部與金屬支架(13)緊密接觸，控溫頂板(4 )和保溫材料(15)嵌入有機玻璃筒(I)內，置於試驗樣品(5 )上部；控溫頂板(4 )上刨有冷液循環槽，槽口分別與頂板循環液進口(7)和頂板循環液出口(8)對接，控溫頂板(4)有把手(3)。
【文檔編號】G01N25/20GK103529076SQ201310528530
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月31日 優先權日:2013年10月31日
【發明者】鄧友生, 馬巍, 吳青柏 申請人:中國科學院寒區旱區環境與工程研究所