專利名稱：電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱測(cè)定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量?jī)x器，特別是一種電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱測(cè)定儀。
現(xiàn)有的制冷方法可分為利用固體工質(zhì)進(jìn)行制冷和氣相制冷，固體工質(zhì)制冷由于具有不污染環(huán)境和有更高的轉(zhuǎn)換效率等突出的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，固體工質(zhì)制冷依照制冷的方式可分為半導(dǎo)體制冷、電場(chǎng)誘導(dǎo)相變制冷和磁制冷，其中電場(chǎng)誘導(dǎo)相變制冷是在居里點(diǎn)附近，在電場(chǎng)的誘導(dǎo)下使鐵電體由順電相轉(zhuǎn)變成鐵電相(放熱)，退場(chǎng)時(shí)由鐵電相變成順電相(吸熱)，利用電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變產(chǎn)生的相變潛熱的釋放與吸收來(lái)制冷。由于電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變產(chǎn)生的相變潛熱較大，故其具有良好的應(yīng)用前景。但目前對(duì)電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變的研究由于還沒(méi)有電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱測(cè)定儀，仍只能對(duì)電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變產(chǎn)生的溫差進(jìn)行研究，并不能對(duì)電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱進(jìn)行測(cè)定，影響了電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變應(yīng)用于制冷的研究。
本發(fā)明的目的在于提供一種可對(duì)電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變產(chǎn)生的相變潛熱進(jìn)行測(cè)定的電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱測(cè)定儀。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖如附圖所示，包括有功率補(bǔ)償差示掃描量熱計(jì)及電壓控制器，其中功率補(bǔ)償差示掃描量熱計(jì)包括有冰柜(1)、爐體(2)、樣品支持器(3、3′)、溫差檢測(cè)器(8)、溫度控制器(9)、A/D轉(zhuǎn)換器(10)，電壓控制器包括有高壓電源(13)、D/A轉(zhuǎn)換器(14)，其中爐體(2)置于冰柜(1)內(nèi)，樣品支持器(3、3′)置于爐體(2)內(nèi)，且樣品支持器(3、3′)的底部分別設(shè)有溫度傳感器(5、5′)和電阻加熱器(4、4′)，上端分別置放有試樣(6)、參比物(7)，試樣(6)兩相對(duì)表面上設(shè)有電極，試樣(6)兩端的電極(12、12′)分別通過(guò)導(dǎo)線(15、16)與高壓電源(13)的地端及高壓端連接，溫差檢測(cè)器(8)的輸入端與溫度傳感器(5、5′)連接，輸出端與溫度控制器(9)的輸入端連接，溫度控制器(9)的輸出端與電阻加熱器(4、4′)連接，另一輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器(10)的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換器(10)的輸出端通過(guò)計(jì)算機(jī)接口與計(jì)算機(jī)連接，高壓電源(13)的控制輸入端與D/A轉(zhuǎn)換器(14)的輸出端連接，D/A轉(zhuǎn)換器(14)的輸入端通過(guò)計(jì)算機(jī)接口與計(jì)算機(jī)連接。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體情況

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為圖1中試樣(6)的安裝放大圖；圖3為本發(fā)明測(cè)定(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變的潛熱曲線圖(條件25.0℃，1.0秒把電壓加到2400V，保持60.0秒，1.0秒退場(chǎng))；圖4為本發(fā)明測(cè)定(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變的潛熱曲線圖(條件25.0℃，100.0秒把電壓加到2400V，保持60.0秒，1.0秒退場(chǎng))。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖如圖1、圖2所示，包括有功率補(bǔ)償差示掃描量熱計(jì)及電壓控制器，其中功率補(bǔ)償差示掃描量熱計(jì)包括有冰柜(1)、爐體(2)、樣品支持器(3、3′)、溫差檢測(cè)器(8)、溫度控制器(9)、A/D轉(zhuǎn)換器(10)，電壓控制器包括有高壓電源(13)、D/A轉(zhuǎn)換器(14)，其中爐體(2)置于冰柜(1)內(nèi)，樣品支持器(3、3′)置于爐體(2)內(nèi)，且樣品支持器(3、3′)的底部分別設(shè)有溫度傳感器(5、5′)和電阻加熱器(4、4′)，上端分別置放有試樣(6)、參比物(7)，試樣(6)兩相對(duì)表面上設(shè)有電極，試樣(6)兩端的電極(12、12′)分別通過(guò)導(dǎo)線(15、16)與高壓電源(13)的地端及高壓端連接，溫差檢測(cè)器(8)的輸入端與溫度傳感器(5、5′)連接，輸出端與溫度控制器(9)的輸入端連接，溫度控制器(9)的輸出端與電阻加熱器(4、4′)連接，另一輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器(10)的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換器(10)的輸出端通過(guò)計(jì)算機(jī)接口與計(jì)算機(jī)連接，高壓電源(13)的控制輸入端與D/A轉(zhuǎn)換器(14)的輸出端連接，D/A轉(zhuǎn)換器(14)的輸入端通過(guò)計(jì)算機(jī)接口與計(jì)算機(jī)連接。
上述試樣(6)接近溫度傳感器(5)一端的電極(12)與高壓電源(13)的地端連接，另一端電極(12′)與高壓電源(13)的高壓端連接為防止高壓電源對(duì)功率補(bǔ)償差示掃描量熱計(jì)產(chǎn)生電信號(hào)的干擾，上述試樣(6)與樣品支持器(3)之間設(shè)有絕緣導(dǎo)熱片(11)。試樣(6)用絕緣導(dǎo)熱片(11)隔離后放在樣品支持器(3)上為使本發(fā)明的使用范圍較大，上述電壓控制器可產(chǎn)生多段可程序控制電壓。電壓控制器產(chǎn)生的多段可程序控制電壓可為-2500V到+2500V。上述溫度控制器(9)的控制溫度可為-20℃到800℃。此外，為保證本發(fā)明使用的可靠性，上述高壓電源(13)設(shè)有自動(dòng)保護(hù)裝置。
本發(fā)明測(cè)定(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變的潛熱曲線如圖3所示，其為在25.0℃溫度下，1.0秒把電壓加到2400V，保持60.0秒，1.0秒退場(chǎng)的潛熱情況。
本發(fā)明測(cè)定(Ba1-xSrx)TiO3陶瓷電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變的潛熱曲線圖如圖4所示，其為在25.0℃溫度下，100.0秒把電壓加到2400V，保持60.0秒，1.0秒退場(chǎng)的潛熱情況。
本發(fā)明使用時(shí)，由計(jì)算機(jī)程序控制D/A轉(zhuǎn)換器(14)的輸出，再由D/A轉(zhuǎn)換器(14)的輸出來(lái)控制高壓電源(13)輸出多段可程序控制電壓，溫度傳感器(5、5′)分別檢測(cè)試樣(6)及參比物(7)的溫度，溫差檢測(cè)器(8)檢測(cè)它們的溫差，同時(shí)，溫度控制器(9)分別控制試樣(6)及參比物(7)的電阻加熱器(4、4′)，當(dāng)試樣(6)放熱時(shí)對(duì)參比物(7)提供功率補(bǔ)償，當(dāng)試樣(6)吸熱時(shí)對(duì)試樣(6)提供功率補(bǔ)償，使溫度差低于0.01℃，補(bǔ)償?shù)墓β释ㄟ^(guò)A/D轉(zhuǎn)換器(10)和計(jì)算機(jī)接口接到計(jì)算機(jī)，對(duì)時(shí)間積分得到熱量的變化。
本發(fā)明由于可對(duì)電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變產(chǎn)生的相變潛熱進(jìn)行測(cè)定，因此，其可加快電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變應(yīng)用于制冷的研究，為電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變制冷的推廣應(yīng)用提供了有效的科學(xué)依據(jù)。本發(fā)明不僅可在-20℃到800℃的溫度范圍內(nèi)，測(cè)量-2500V到+2500V多段可程序控制電壓的作用下的電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱，對(duì)電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變進(jìn)行動(dòng)力學(xué)的研究和應(yīng)用研究，而且可在-20℃到800℃的溫度范圍內(nèi)，對(duì)-2500V到+2500V多段可程序控制電壓的作用下各種材料的熱效應(yīng)進(jìn)行研究。
權(quán)利要求
1.一種電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱測(cè)定儀，其特征在于包括有功率補(bǔ)償差示掃描量熱計(jì)及電壓控制器，其中功率補(bǔ)償差示掃描量熱計(jì)包括有冰柜(1)、爐體(2)、樣品支持器(3、3′)、溫差檢測(cè)器(8)、溫度控制器(9)、A/D轉(zhuǎn)換器(10)，電壓控制器包括有高壓電源(13)、D/A轉(zhuǎn)換器(14)，其中爐體(2)置于冰柜(1)內(nèi)，樣品支持器(3、3′)置于爐體(2)內(nèi)，且樣品支持器(3、3′)的底部分別設(shè)有溫度傳感器(5、5′)和電阻加熱器(4、4′)，上端分別置放有試樣(6)、參比物(7)，試樣(6)兩相對(duì)表面上設(shè)有電極，試樣(6)兩端的電極(12、12′)分別通過(guò)導(dǎo)線(15、16)與高壓電源(13)的地端及高壓端連接，溫差檢測(cè)器(8)的輸入端與溫度傳感器(5、5′)連接，輸出端與溫度控制器(9)的輸入端連接，溫度控制器(9)的輸出端與電阻加熱器(4、4′)連接，另一輸出端與A/D轉(zhuǎn)換器(10)的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換器(10)的輸出端通過(guò)計(jì)算機(jī)接口與計(jì)算機(jī)連接，高壓電源(13)的控制輸入端與D/A轉(zhuǎn)換器(14)的輸出端連接，D/A轉(zhuǎn)換器(14)的輸入端通過(guò)計(jì)算機(jī)接口與計(jì)算機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱測(cè)定儀，其特征在于上述試樣(6)與樣品支持器(3)之間設(shè)有絕緣導(dǎo)熱片(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱測(cè)定儀，其特征在于上述試樣(6)接近溫度傳感器(5)一端的電極(12)與高壓電源(13)的地端連接，另一端電極(12′)與高壓電源(13)的高壓端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)誘導(dǎo)順電一鐵電相變潛熱測(cè)定儀，其特征在于上述電壓控制器可產(chǎn)生多段可程序控制電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱測(cè)定儀，其特征在于上述高壓電源(13)設(shè)有自動(dòng)保護(hù)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱測(cè)定儀，其特征在于上述電壓控制器產(chǎn)生的多段可程序控制電壓可為-2500V到+2500V。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱測(cè)定儀，其特征在于上述溫度控制器(9)的控制溫度為-20℃到800℃。
全文摘要
本發(fā)明是一種電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱測(cè)定儀。包括有功率補(bǔ)償差示掃描量熱計(jì)及電壓控制器,其中功率補(bǔ)償差示掃描量熱計(jì)包括有冰柜、爐體、樣品支持器、溫差檢測(cè)器、溫度控制器、A/D轉(zhuǎn)換器,電壓控制器包括有高壓電源、D/A轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明不僅可在－20℃到800℃的溫度范圍內(nèi),測(cè)量－2500V到+2500V多段可程序控制電壓的作用下的電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變潛熱,對(duì)電場(chǎng)誘導(dǎo)順電—鐵電相變進(jìn)行動(dòng)力學(xué)的研究和應(yīng)用研究,而且可在－20℃到800℃的溫度范圍內(nèi),對(duì)－2500V到+2500V多段可程序控制電壓的作用下各種材料的熱效應(yīng)進(jìn)行研究。
文檔編號(hào)G01K17/04GK1375695SQ0110764
公開(kāi)日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2001年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月19日
發(fā)明者林國(guó)淙, 張進(jìn)修, 丁喜冬, 熊小敏 申請(qǐng)人:中山大學(xué)