專利名稱：測定氣體導(dǎo)熱系數(shù)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測量導(dǎo)熱系數(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測定氣體導(dǎo)熱系數(shù)的裝置。
背景技術(shù)：
導(dǎo)熱系數(shù)作為物質(zhì)的一種特性，在涉及到熱量傳遞的很多工程領(lǐng)域都有實(shí)際的意義和用處。對導(dǎo)熱系數(shù)的測定，大多是以傅里葉導(dǎo)熱定律為基礎(chǔ)，建立熱傳導(dǎo)數(shù)學(xué)模型，通過實(shí)驗(yàn)的方法測得。，測定這一熱物性的方法就溫度與時(shí)間的變化關(guān)系而言，可以分為穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)兩大類穩(wěn)態(tài)測量法。其中穩(wěn)態(tài)測量法具有原理清晰，可準(zhǔn)確、直接地獲得熱導(dǎo)率絕對值等優(yōu)點(diǎn)，并適于較寬溫區(qū)的測量，其原理是利用穩(wěn)定傳熱過程中，傳熱速率等于散熱速率的平衡條件來測得導(dǎo)熱系數(shù)。但是其測定時(shí)間較長，對環(huán)境(如測量系統(tǒng)的絕熱條件、測量過程中的溫度控制以及樣品的形狀尺寸等)要求苛刻。非穩(wěn)態(tài)測量法是最近幾十年內(nèi)開發(fā)出的導(dǎo)熱系數(shù)測量方法，多用于研究高導(dǎo)熱系數(shù)材料，或在高溫條件下進(jìn)行測量。在瞬態(tài)法中，測量時(shí)樣品的溫度分布隨時(shí)間變化，一般通過測量這種溫度的變化來推算導(dǎo)熱系數(shù)。動(dòng)態(tài)法的特點(diǎn)是測量時(shí)間短、精確性高、對環(huán)境要求低，但受測量方法的限制，多用于比熱基本趨于常數(shù)的中、高溫區(qū)導(dǎo)熱系數(shù)的測量。而且，這種方法的測量對象局限于非導(dǎo)電固體材料和松散材料，而對流體類物質(zhì)不適用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種新的測定方法和裝置，能夠測定氣體的導(dǎo)熱系數(shù)。不僅能夠克服上述實(shí)驗(yàn)方案的局限性，而且測量方法可靠，測量結(jié)果準(zhǔn)確，裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于操作和使用。在實(shí)際工程應(yīng)用領(lǐng)域，可對氣體類流體的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測定。測定氣體導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于裝置由測溫儀表顯示裝置、熱導(dǎo)池、計(jì)算機(jī)以及可編程穩(wěn)壓電源四部分組成；其中，熱導(dǎo)池包括外壁和內(nèi)腔兩部分；外壁采用不銹鋼材料做成，內(nèi)腔中有電熱絲和熱電偶，電熱絲通過熱絲固定架與可編程穩(wěn)壓電源連接，熱電偶通過信號傳導(dǎo)線與測溫儀表顯示裝置連接，計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)傳輸線與測溫儀表顯示裝置連接。測定氣體導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于電熱絲為螺旋形且焊接在熱絲固定架上；電熱絲的材質(zhì)為鎢絲、鍊-鎢絲或者鐵-鎳絲。為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案和措施在一個(gè)絕熱性能良好，采用不銹鋼或者銅塊制成的熱傳導(dǎo)池中，鉆有2個(gè)或者4個(gè)形狀完全相同的孔道，這些孔道是氣路的一部分，稱為池體積，其體積為100 800mL，其中裝有熱絲。熱絲的電阻會隨著溫度的變化而變化，其機(jī)械強(qiáng)度高，溫度系數(shù)大，對氣體成惰性，能適應(yīng)環(huán)境溫度和氣體濃度的較大變化，其材質(zhì)為鎢絲、鍊-鎢絲、鐵-鎳絲等，將其制成螺旋形，焊接在金屬支架上，再放到池體的通道中。裝置工作時(shí)，熱絲被恒定的電流加熱，氣體以穩(wěn)定的速度流經(jīng)池孔，此時(shí)，電流在熱敏元件上產(chǎn)生的熱量和由氣體熱傳導(dǎo)帶走的熱量處于一種平衡狀態(tài)。根據(jù)有關(guān)傳熱公式，得出熱絲與管壁的溫差為
權(quán)利要求1.測定氣體導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于裝置由測溫儀表顯示裝置(10)、熱導(dǎo)池(13)、計(jì)算機(jī)(12)以及可編程穩(wěn)壓電源(8)四部分組成；其中，熱導(dǎo)池(13)包括外壁(I)和內(nèi)腔(5)兩部分；外壁(I)采用不銹鋼材料做成，內(nèi)腔(5)中有電熱絲(4)和熱電偶(2)，電熱絲(4)通過熱絲固定架(14)與可編程穩(wěn)壓電源(8)連接，熱電偶(2)通過信號傳導(dǎo)線(9)與測溫儀表顯示裝置(10)連接，計(jì)算機(jī)(12)通過數(shù)據(jù)傳輸線(11)與測溫儀表顯示裝置(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測定氣體導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于電熱絲(4)為螺旋形且焊接在熱絲固定架(14)上；電熱絲(4)的材質(zhì)為鎢絲、鍊-鎢絲或者鐵-鎳絲。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種測定氣體導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于裝置由測溫儀表顯示裝置，熱導(dǎo)池，計(jì)算機(jī)以及穩(wěn)壓電源四部分組成。其中，熱導(dǎo)池包括外壁和內(nèi)腔兩部分。外壁采用不銹鋼材料做成，內(nèi)腔中有電熱絲和熱電偶，電熱絲通過熱絲固定架與外部可編程穩(wěn)壓電源連接，熱電偶通過信號傳導(dǎo)線與測溫儀表顯示裝置連接，計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)傳輸線與測溫儀表顯示裝置連接。本測量儀器的測定方法是通過測定熱傳導(dǎo)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)電熱絲的溫度Tf和池體的溫度Tb，結(jié)合穩(wěn)態(tài)時(shí)的傳熱公式來測定氣體的導(dǎo)熱系數(shù)le。本測定方法和裝置與傳統(tǒng)的方法相比，測定結(jié)果可靠，準(zhǔn)確度高，可應(yīng)用于實(shí)際工程領(lǐng)域氣體導(dǎo)熱系數(shù)的測定。
文檔編號G01N25/20GK202421102SQ20112048210
公開日2012年9月5日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者嚴(yán)九洲, 嚴(yán)方園, 張勇, 彭飛, 羅偉斌, 譚萬云, 馬君樂, 魏俊男 申請人:嚴(yán)九洲