專利名稱：一種納米低溫保護劑導熱系數(shù)測量的可視化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種納米低溫保護劑導熱系數(shù)測量的可視化裝置，具體是在玻璃
化過程中不采用加熱的方法對導熱系數(shù)進行測量，并可對玻璃化過程進行實時觀察。
背景技術(shù)：
目前，隨著納米科技的發(fā)展，納米材料的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。尤其是納米流體 的概念提出以后，其在傳熱、傳質(zhì)領(lǐng)域中的研究逐漸興起，觀測納米流體的玻璃化過程人們 發(fā)現(xiàn)，納米微粒在凍結(jié)過程中起到了加速冷卻的作用，強化了流體在內(nèi)部的傳熱，提高了傳 熱系數(shù)。玻璃保存是提高生物體存活率的一種有效的保存方法，對于提高傳熱系數(shù)的定量 研究和分析是玻璃化過程的主要技術(shù)指標之一。目前測量流體的導熱系數(shù)的有效方式主要 是熱線法，但是在玻璃化過程中熱線的加熱會導致熱線周圍的玻璃體發(fā)生相變，形成兩相 區(qū)，增加了測量誤差。由于玻璃化過程中的不確定因素較多，一直都沒有一個統(tǒng)一的標準來 測量玻璃化過程中的熱物性參數(shù)，所以目前能夠測量玻璃化過程導熱系數(shù)的裝置比較少， 尤其是采用納米低溫保護劑導熱系數(shù)測量的可視化裝置，目前未見相關(guān)報道。

實用新型內(nèi)容本實用新型公開了一種納米低溫保護劑導熱系數(shù)測量的可視化裝置，其目的在于
克服目前測量流體的導熱系數(shù)采用熱線法所導致的測量誤差，針對加熱過程中玻璃態(tài)的液
化，凍結(jié)過程中由溫度梯度導致的玻璃化過程的不均勻性等問題，設(shè)計一種納米低溫保護
劑導熱系數(shù)測量的可視化裝置。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、密封性好、操作和觀察舒適。 —種納米低溫保護劑導熱系數(shù)測量的可視化裝置，包括雙層真空玻璃管，其特征
在于冷源銅塊和熱源銅塊各有一面開有圓環(huán)形凹槽，二者對稱放置在雙層真空玻璃管的
兩側(cè)，雙層真空玻璃管兩端連接密封墊圈，分別嵌入圓環(huán)形凹槽內(nèi)，冷源銅塊內(nèi)置螺旋形冷
源通道，冷源銅塊的側(cè)壁開有冷源進口和冷源出口，熱源銅塊內(nèi)置螺旋形熱源通道，熱源銅
塊的側(cè)壁開有恒溫水進口和恒溫水出口，所述的雙層真空玻璃管靠近熱源銅塊一端放置石
蠟，靠近冷源銅塊一端放置待測的納米低溫保護劑，貼片式熱電偶一根放在待測的納米低
溫保護劑和冷源銅塊之間，第二根放在石蠟和待測的納米低溫保護劑之間，第三根放在石
蠟和熱源銅塊之間，用以確定石蠟兩個表面和待側(cè)樣品兩個表面之間的溫差，從而得到待
測的納米低溫保護劑玻璃化過程中導熱系數(shù)的變化情況。 所述石蠟的長度可根據(jù)冷源銅塊和熱源銅之間的溫差確定。 所述雙層真空玻璃管即可起到絕熱作用，又可以作為視窗，對待測的納米低溫保 護劑的玻璃化過程進行觀察。 本實用新型的有益效果在于該裝置有溫度恒定的高低溫兩部分組成，溫度根據(jù) 需要自由調(diào)節(jié)，以使冷卻速率在低溫過程中得到精確控制。測試段結(jié)構(gòu)簡單、有效操作空間 大、密封效果好、操作觀察舒適，能準確測量待測的納米低溫保護劑的導熱系數(shù)。
圖1本實用新型整體結(jié)構(gòu)主視圖； 圖2本實用新型整體結(jié)構(gòu)俯視圖； 圖3是圖2沿A-A的剖視圖； 圖4是圖1沿B-B的剖視圖。 1 、恒溫水進口 ， 2、熱源銅塊，3、恒溫水出口 ， 5、雙層真空玻璃管，6、冷源出口 ， 7、冷 源銅塊，8、冷源進口，9、待測的納米低溫保護劑，10、石蠟，11、圓環(huán)形凹槽，12、螺旋形熱源 通道，13、螺旋形冷源通道、14、貼片式熱電偶，15、密封墊圈。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。 —種納米低溫保護劑導熱系數(shù)測量的可視化裝置，如圖1、圖2、圖3、圖4所示包 括雙層真空玻璃管5，冷源銅塊7和熱源銅塊2各有一面開有圓環(huán)形凹槽11， 二者對稱放置 在雙層真空玻璃管5的兩側(cè)，雙層真空玻璃管5兩端連接密封墊圈15，分別嵌入圓環(huán)形凹 槽11內(nèi)，冷源銅塊7內(nèi)置螺旋形冷源通道13，如圖4所示。冷源銅塊的側(cè)壁開有冷源進口 8和冷源出口 6，熱源銅塊2內(nèi)置螺旋形熱源通道12，熱源銅塊2的側(cè)壁開有恒溫水進口 1 和恒溫水出口 3，所述的雙層真空玻璃管5靠近熱源銅塊2 —端放置石蠟10，靠近冷源銅塊 7 —端放置待測的納米低溫保護劑9，貼片式熱電偶14， 一根放在待測的納米低溫保護劑9 和冷源銅塊7之間，第二根放在石蠟10和待測的納米低溫保護劑9之間，第三根放在石蠟 10和熱源銅塊2之間，用以確定石蠟兩個表面和待側(cè)樣品兩個表面之間的溫差，從而得到 樣品玻璃化過程中導熱系數(shù)的變化情況。 測試時，將待測的納米低溫保護劑放置在雙層真空玻璃管5靠近冷源銅塊7 —側(cè)， 將雙層真空玻璃管5密封，液氮容器中的液氮在壓力作用下由冷源進口 8進入螺旋形冷源 通道13，使冷源銅塊7溫度降至-150°C (溫度可以通過貼片式熱電偶14標定)，換熱后的 冷源經(jīng)冷源出口6排出來，恒溫水域的溫水(37°C)通過泵循環(huán)由恒溫水進口 l進入螺旋形 熱源通道12，使熱源銅塊2的溫度升至30°C (溫度可以通過貼片式熱電偶14標定)，換熱 后的溫水經(jīng)恒溫水出口 3回到恒溫水浴箱。由于熱源銅塊2和冷源銅塊7的溫度是由流經(jīng) 螺旋形熱源通道12和螺旋形冷源通道13的流體控制的，所以可以通過改變流體的流量來 控制銅塊的溫度，以達到不同的降溫速率。 雙層真空玻璃管5內(nèi)的石蠟10長度可變范圍為10 15毫米，熱源銅塊2和冷源 銅塊7之間的溫差可變范圍10 18(TC，冷卻速度可以精確控制，且在1 500°C /分鐘內(nèi)調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求一種納米低溫保護劑導熱系數(shù)測量的可視化裝置，其特征在于冷源銅塊和熱源銅塊各有一面開有圓環(huán)形凹槽，二者對稱放置在雙層真空玻璃管的兩側(cè)，雙層真空玻璃管兩端連接密封墊圈，分別嵌入圓環(huán)形凹槽內(nèi)，冷源銅塊內(nèi)置螺旋形冷源通道，冷源銅塊的側(cè)壁開有冷源進口和冷源出口，熱源銅塊內(nèi)置螺旋形熱源通道，熱源銅塊的側(cè)壁開有恒溫水進口和恒溫水出口，所述的雙層真空玻璃管靠近熱源銅塊一端放置石蠟，靠近冷源銅塊一端放置待測的納米低溫保護劑，貼片式熱電偶，一根放在待測的納米低溫保護劑和冷源銅塊之間，第二根放在石蠟和待測的納米低溫保護劑之間，第三根放在石蠟和熱源銅塊之間。
專利摘要一種納米低溫保護劑導熱系數(shù)測量的可視化裝置，其特征在于冷源銅塊和熱源銅塊各有一面開有圓環(huán)形凹槽，二者對稱放置在雙層真空玻璃管的兩側(cè)，雙層真空玻璃管兩端連接密封墊圈，分別嵌入圓環(huán)形凹槽內(nèi)，冷源銅塊內(nèi)置螺旋形冷源通道，冷源銅塊的側(cè)壁開有冷源進口和冷源出口，熱源銅塊內(nèi)置螺旋形熱源通道，熱源銅塊的側(cè)壁開有恒溫水進口和恒溫水出口，所述的雙層真空玻璃管靠近熱源銅塊一端放置石蠟，靠近冷源銅塊一端放置待測的納米低溫保護劑，貼片式熱電偶，一根放在待測的納米低溫保護劑和冷源銅塊之間，第二根放在石蠟和待測的納米低溫保護劑之間，第三根放在石蠟和熱源銅塊之間。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、密封效果好、可視化操作、測量結(jié)果精確。
文檔編號G01N25/18GK201464398SQ20092007138
公開日2010年5月12日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者劉寶林, 戎森杰, 蔡宇琳, 郝保同 申請人:上海理工大學