測定導(dǎo)熱系數(shù)的自動控溫裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測定導(dǎo)熱系數(shù)的自動控溫裝置。其結(jié)構(gòu)特征是由兩個有機(jī)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(nèi)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(fā)明通過恒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恒定和均勻。
【專利說明】測定導(dǎo)熱系數(shù)的自動控溫裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱系數(shù)測定的自動控溫裝置，利用該裝置可在室內(nèi)對巖土、保溫材料等樣品進(jìn)行不同溫度條件下的導(dǎo)熱系數(shù)測定。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]在對試驗樣品導(dǎo)熱系數(shù)的測試過程中，若環(huán)境溫度的波動和不穩(wěn)定將直接影響導(dǎo)熱系數(shù)的測試結(jié)果。為此需要研制一種試驗樣品的控溫裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述，本發(fā)明的目的旨在提供一種導(dǎo)熱系數(shù)測定的自動控溫裝置，該裝置可滿足不同樣品在室內(nèi)進(jìn)行不同溫度條件下的導(dǎo)熱系數(shù)的測定。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
一種測定導(dǎo)熱系數(shù)的自動控溫裝置，主要由第一有機(jī)玻璃筒、第二有機(jī)玻璃筒、有機(jī)玻璃板、頂板把手、控溫頂板、頂板循環(huán)液進(jìn)口、頂板循環(huán)液出口、控溫底板、底板循環(huán)液進(jìn)口、底板循環(huán)液出口、保溫材料和金屬支架組成。第一有機(jī)玻璃筒裝入第二有機(jī)玻璃筒內(nèi)，由上下有機(jī)玻璃板將第一有機(jī)玻璃筒和第二有機(jī)玻璃筒封閉，構(gòu)成的保溫真空套筒，筒底設(shè)有的底板循環(huán)液進(jìn)口和底板循環(huán)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(jī)玻璃板上設(shè)有抽真空口 ；第一有機(jī)玻璃筒內(nèi)試驗樣品置有導(dǎo)熱系數(shù)測定探頭和加熱線，導(dǎo)熱系數(shù)測定探頭通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集儀連接；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(jī)玻璃筒內(nèi)，置于試驗樣品上部；控溫頂板上刨有冷液循環(huán)槽，槽口分別與頂板循環(huán)液進(jìn)口和頂板循環(huán)液出口對接，控溫頂板有把手。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1、實現(xiàn)了試驗溫度的任意調(diào)節(jié)(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(nèi)進(jìn)行不同溫度條件下的導(dǎo)熱系數(shù)的測定。
[0007]2、控溫頂板和控溫底板為金屬(不銹鋼、銅、鋁合金)的熱傳導(dǎo)板，上下板結(jié)構(gòu)相同，分別由兩塊金屬板、密封墊構(gòu)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(dǎo)性較好的金屬板,表面刨有冷夜循環(huán)槽,冷液循環(huán)時,控制進(jìn)出冷液溫度均衡穩(wěn)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(fā)明示意圖。
[0010]圖2為圖1樣品導(dǎo)熱系數(shù)測定工作圖。
[0011]圖3為圖1中控溫頂板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】[0012]一種測定導(dǎo)熱系數(shù)的自動控溫裝置，主要由第一有機(jī)玻璃筒1、第二有機(jī)玻璃筒
2、有機(jī)玻璃板12、把手3，控溫頂板4、頂板循環(huán)液進(jìn)口 7、頂板循環(huán)液出口 8、控溫底板6、底板循環(huán)液進(jìn)口 10、底板循環(huán)液出口 11、保溫材料15和金屬支架13組成。第一有機(jī)玻璃筒I壁厚1cm、內(nèi)徑15cm、高度22cm,第二有機(jī)玻璃筒2壁厚1cm、內(nèi)徑19cm、高度22cm,第一有機(jī)玻璃筒I裝入第二有機(jī)玻璃筒2內(nèi)，由上下厚度1cm、內(nèi)徑15cm、外徑21cm有機(jī)玻璃板12將第一有機(jī)玻璃筒I和第二有機(jī)玻璃筒2封閉，構(gòu)成的保溫真空套筒。筒底設(shè)有底板循環(huán)液進(jìn)口 10和底板循環(huán)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(jī)玻璃板12上設(shè)有抽真空口 14 ;第一有機(jī)玻璃筒I內(nèi)試驗樣品5置有導(dǎo)熱系數(shù)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、不同干容重的融土或巖石，在所需負(fù)溫條件下凍結(jié)而成)。導(dǎo)熱系數(shù)測定探頭9通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集儀連接；凍土樣品底部與熱傳導(dǎo)性較好金屬支架13緊密接觸，對凍土樣品精確控溫。熱傳導(dǎo)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(jī)玻璃筒I內(nèi)，置于凍土樣品上部；控溫頂板4上刨有冷液循環(huán)槽，槽口分別與頂板循環(huán)液進(jìn)口 7和頂板循環(huán)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(dǎo)熱系數(shù)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(jī)玻璃筒I和2第二有機(jī)玻璃筒2進(jìn)行抽真空，第一有機(jī)玻璃筒I和第二有機(jī)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(dǎo)熱系數(shù)測定的操作過程:試驗儀器為TC-22導(dǎo)熱系數(shù)測定儀，其各部分的連接情況見圖2:控溫裝置的頂板循環(huán)液進(jìn)口 7和底板循環(huán)液進(jìn)口 10進(jìn)口連接到恒溫浴的出口 22 ;控溫裝置的頂板循環(huán)液出口 8和底板循環(huán)液出口 11出口連接到恒溫浴的進(jìn)口 23 ;控溫裝置的加熱線16連接到TC-22導(dǎo)熱系數(shù)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(fù)極連接到零溫瓶的負(fù)極20 ;零溫瓶的21連接到TC-22導(dǎo)熱系數(shù)測定儀的18。[0015]樣品導(dǎo)熱系數(shù)測定:
a.制備樣品:樣品按所需要求配制含水量，配好后將凍土樣悶疒4 h;然后裝樣，按所需干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.把制備好的兩個樣品重疊放入自動控溫裝置內(nèi)，樣品與樣品中間鋪設(shè)測試儀器的加熱線，并使樣品上下端面與控溫裝置的頂?shù)酌娼佑|好；c.將恒溫浴的溫度控制在試驗所需的溫度，并連接至裝置的循環(huán)液進(jìn)口 10和底板循環(huán)液出口 11 ；d.對控溫裝置夾層抽真空，保證裝置內(nèi)部的溫度穩(wěn)定和與外部不進(jìn)行熱量交換。e.接通主機(jī)電源，儀器先預(yù)熱30~60 min。(6)零溫瓶內(nèi)必須盛滿冰水混合物；f.接通各相關(guān)連接線；g.調(diào)節(jié)溫度表指針，使其對準(zhǔn)O位；h.測定試樣溫度，并將設(shè)置溫度調(diào)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位后，開始試樣的導(dǎo)熱系數(shù)測定。k.融土樣品測試結(jié)束后，將恒溫浴調(diào)制所需負(fù)溫，使樣品凍結(jié)，待樣品凍結(jié)4~ 8 h (溫度穩(wěn)定)后，重復(fù)e到j(luò)步驟，從而測試凍土樣品在不同負(fù)溫條件下的導(dǎo)熱系數(shù)。
[0016]試驗結(jié)果如表1所示:
表1樣品(融土和凍土)導(dǎo)熱系數(shù)測試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種測定導(dǎo)熱系數(shù)的自動控溫裝置，主要由有機(jī)玻璃筒(I)有機(jī)玻璃筒(2)、有機(jī)玻璃板(12)、頂板把手(3)，控溫頂板(4)、頂板循環(huán)液進(jìn)口(7)、頂板循環(huán)液出口(8)、控溫底板(6)、底板循環(huán)液進(jìn)口(10)、底板循環(huán)液出口(11)、保溫材料(15)和金屬支架(13)組成，其特征是第一有機(jī)玻璃筒(I)裝入第二有機(jī)玻璃筒(2)內(nèi)，由上下有機(jī)玻璃板(12 )將第一有機(jī)玻璃筒(I)和第二有機(jī)玻璃筒(2)封閉，構(gòu)成的保溫真空套筒，筒底設(shè)有的底板循環(huán)液進(jìn)口(10)和底板循環(huán)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(jī)玻璃板(12)上設(shè)有抽真空口( 14 );第一有機(jī)玻璃筒(I)內(nèi)試驗樣品(5 )置有導(dǎo)熱系數(shù)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(jī)玻璃筒(I)內(nèi)，置于試驗樣品(5 )上部；控溫頂板(4 )上刨有冷液循環(huán)槽，槽口分別與頂板循環(huán)液進(jìn)口(7)和頂板循環(huán)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(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】鄧友生, 馬巍, 吳青柏 申請人:中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所