測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，屬于導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試領(lǐng)域，包括設(shè)置于兩個(gè)材料和外觀尺寸完全相同的待測(cè)管狀材料的端面之間的環(huán)形加熱器，所述待測(cè)管狀材料遠(yuǎn)離環(huán)形加熱器的一端設(shè)置有散熱環(huán)；所述環(huán)形加熱器為圓環(huán)狀薄片，環(huán)形加熱器的內(nèi)徑和外徑與待測(cè)管狀材料的內(nèi)徑和外徑相同；所述待測(cè)管狀材料兩端的外壁上均粘貼有不少于三個(gè)測(cè)溫元件，每一端的測(cè)溫元件均沿與待測(cè)管狀材料端面平行的圓環(huán)均布；所述測(cè)溫元件通過(guò)引線與溫度顯示儀表連接。本發(fā)明解決了傳熱性能各向異性的管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)測(cè)量問(wèn)題，采用兩個(gè)待測(cè)試樣對(duì)稱布置的方法，避免了加熱器熱量損失導(dǎo)致測(cè)量誤差問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]試驗(yàn)測(cè)量是獲得材料導(dǎo)熱系數(shù)主要的方法。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)量過(guò)程中溫度隨時(shí)間的變化情況主要分為穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法(或稱動(dòng)態(tài)法)兩大類。穩(wěn)態(tài)法包括熱流計(jì)法、保護(hù)熱板法、圓管法等；瞬態(tài)法包括熱線法、熱帶法、常功率熱源法、激光閃射法等。穩(wěn)態(tài)法具有原理清晰，可準(zhǔn)確、直接地獲得導(dǎo)熱系數(shù)的特點(diǎn)，適用于較寬溫區(qū)的測(cè)量，其原理是利用穩(wěn)態(tài)傳熱條件下傳熱速率等于散熱速率來(lái)測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)。瞬態(tài)法是近幾十年內(nèi)開(kāi)發(fā)的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量方法，多用于高導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量或在高溫條件下對(duì)試樣進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定，其原理為在測(cè)量各向同性導(dǎo)熱材料過(guò)程中試樣的溫度隨時(shí)間變化，通過(guò)測(cè)量這種變化來(lái)推算導(dǎo)熱系數(shù)。除圓管法以外的其它穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法都只能用于板狀或柱狀材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，不能用于管狀材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試?，F(xiàn)有的圓管法是用于管狀材料徑向?qū)嵯禂?shù)測(cè)試。目前還沒(méi)有管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)測(cè)試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)兒提出的，其目的是提供一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，包括設(shè)置于兩個(gè)材料和外觀尺寸完全相同的待測(cè)管狀材料的端面之間的環(huán)形加熱器，所述待測(cè)管狀材料遠(yuǎn)離環(huán)形加熱器的一端設(shè)置有散熱環(huán)；所述環(huán)形加熱器為圓環(huán)狀薄片，環(huán)形加熱器的內(nèi)徑和外徑與待測(cè)管狀材料的內(nèi)徑和外徑相同；所述待測(cè)管狀材料兩端的外壁上均粘貼有不少于三個(gè)測(cè)溫元件，每一端的測(cè)溫元件均沿與待測(cè)管狀材料端面平行的圓環(huán)均布；所述測(cè)溫元件通過(guò)引線與溫度顯示儀表連接。
[0005]所述環(huán)形加熱器通過(guò)導(dǎo)線與加熱控制器、電流表和外部電源串聯(lián)，與電壓表并聯(lián)。
[0006]所述環(huán)形加熱器采用薄膜加熱器，其內(nèi)部為電阻加熱絲，外部為硅膠絕緣層。
[0007]所述環(huán)形加熱器的厚度不大于2_。
[0008]所述散熱環(huán)為采用傳熱性能較好的金屬鋁、銅或不銹鋼制成圓環(huán)形薄板。
[0009]所述散熱環(huán)的內(nèi)徑小于待測(cè)管狀材料的內(nèi)徑，散熱環(huán)的外徑大于待測(cè)管狀材料的外徑。
[0010]所述測(cè)溫元件采用高精度鉬電阻。
[0011]所述待測(cè)管狀材料的端面平整光滑，端面與軸線垂直。
[0012]所述兩個(gè)待測(cè)管狀材料上粘貼的測(cè)溫元件的位置相同。
[0013]本發(fā)明的有益效果是: 本發(fā)明解決了傳熱性能各向異性的管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)測(cè)量問(wèn)題，采用兩個(gè)待測(cè)試樣對(duì)稱布置的方法，避免了加熱器熱量損失導(dǎo)致測(cè)量誤差問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:
1、環(huán)形加熱器2、散熱環(huán)
3、測(cè)溫元件4、溫度顯示儀表
5、加熱控制器6、電流表
7、電壓表8、外部電源
9、待測(cè)管狀材料。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所示，一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，包括設(shè)置于兩個(gè)材料和外觀尺寸完全相同的待測(cè)管狀材料9的端面之間的環(huán)形加熱器I，所述待測(cè)管狀材料9遠(yuǎn)離環(huán)形加熱器I的一端設(shè)置有散熱環(huán)2 ;所述環(huán)形加熱器I為圓環(huán)狀薄片，環(huán)形加熱器I的內(nèi)徑和外徑與待測(cè)管狀材料9的內(nèi)徑和外徑相同；所述待測(cè)管狀材料9兩端的外壁上均粘貼有不少于三個(gè)測(cè)溫元件3，每一端的測(cè)溫元件3均沿與待測(cè)管狀材料9端面平行的圓環(huán)均布；所述測(cè)溫元件3通過(guò)引線與溫度顯示儀表4連接。
[0017]所述環(huán)形加熱器I通過(guò)導(dǎo)線與加熱控制器5、電流表6和外部電源8串聯(lián)，與電壓表7并聯(lián)。
[0018]所述環(huán)形加熱器I采用薄膜加熱器，其內(nèi)部為電阻加熱絲，外部為硅膠絕緣層。
[0019]所述環(huán)形加熱器I的厚度不大于2mm。
[0020]所述散熱環(huán)2為采用傳熱性能較好的金屬鋁、銅或不銹鋼制成圓環(huán)形薄板。
[0021]所述散熱環(huán)2的內(nèi)徑小于待測(cè)管狀材料9的內(nèi)徑，散熱環(huán)2的外徑大于待測(cè)管狀材料9的外徑。
[0022]所述測(cè)溫元件3采用高精度鉬電阻。
[0023]所述待測(cè)管狀材料9的端面平整光滑，端面與軸線垂直。
[0024]所述兩個(gè)待測(cè)管狀材料9上粘貼的測(cè)溫元件3的位置相同。
[0025]應(yīng)用本發(fā)明一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置的測(cè)量方法，包括如下步驟:
a.制作兩個(gè)材料和外觀尺寸相同的待測(cè)管狀材料9，待測(cè)管狀材料9的端面平整光滑，端面與軸線垂直，測(cè)量待測(cè)管狀材料9的內(nèi)徑r=132.4mm和外徑R=134.8mm ；
b.在待測(cè)管狀材料9兩端的外壁上粘貼六個(gè)測(cè)溫元件3，每一端的測(cè)溫元件3均沿與待測(cè)管狀材料9端面平行的圓環(huán)均布，測(cè)量?jī)蓚€(gè)圓環(huán)之間的距離L=30mm ；
c.將兩個(gè)待測(cè)管狀材料9放置在環(huán)形加熱器I的兩端，兩個(gè)散熱環(huán)2分別放置在兩個(gè)待測(cè)管狀材料9的另一端，將測(cè)溫元件3與溫度顯示儀表4之間通過(guò)引線連接；
d.將環(huán)形加熱器I與外部電源8連通，調(diào)節(jié)加熱控制器5對(duì)待測(cè)管狀材料9加熱；e.待測(cè)管狀材料9溫度穩(wěn)定后，測(cè)量環(huán)形加熱器I的輸入電流1=1.16A和電壓U=8.15V，記錄第一個(gè)待測(cè)管狀材料9外壁上靠近環(huán)形加熱器I 一側(cè)圓環(huán)上的測(cè)溫元件3顯示的溫度值，計(jì)算算術(shù)平均值，記為$ =38.700C，記錄第一個(gè)待測(cè)管狀材料9外壁上靠近散熱環(huán)2 —側(cè)圓環(huán)上的測(cè)溫元件3顯示的溫度值，計(jì)算算術(shù)平均值，記為#=37.21°C;記錄第二個(gè)待測(cè)管狀材料9外壁上靠近環(huán)形加熱器I一側(cè)圓環(huán)上的測(cè)溫元件3顯示的溫度值，計(jì)算算術(shù)平均值，記為T(mén)2=39.40°C，記錄第二個(gè)待測(cè)管狀材料9外壁上靠近散熱環(huán)2 —側(cè)圓環(huán)上的測(cè)溫元件3顯示的溫度值，計(jì)算算術(shù)平均值，記為= L 070C ；
f.計(jì)算待測(cè)管狀材料9的軸向?qū)嵯禂?shù)kz:
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，包括設(shè)置于兩個(gè)材料和外觀尺寸完全相同的待測(cè)管狀材料(9)的端面之間的環(huán)形加熱器(1)，其特征在于:所述待測(cè)管狀材料(9)遠(yuǎn)離環(huán)形加熱器(I)的一端設(shè)置有散熱環(huán)(2);所述環(huán)形加熱器(I)為圓環(huán)狀薄片，環(huán)形加熱器(I)的內(nèi)徑和外徑與待測(cè)管狀材料(9)的內(nèi)徑和外徑相同；所述待測(cè)管狀材料(9)兩端的外壁上均粘貼有不少于三個(gè)測(cè)溫元件(3)，每一端的測(cè)溫元件(3)均沿與待測(cè)管狀材料(9)端面平行的圓環(huán)均布；所述測(cè)溫元件(3)通過(guò)引線與溫度顯示儀表(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，其特征在于:所述環(huán)形加熱器(I)通過(guò)導(dǎo)線與加熱控制器(5)、電流表(6)和外部電源(8)串聯(lián)，與電壓表(7)并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，其特征在于:所述環(huán)形加熱器(I)采用薄膜加熱器，其內(nèi)部為電阻加熱絲，外部為硅膠絕緣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，其特征在于:所述環(huán)形加熱器(I)的厚度不大于2_。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，其特征在于:所述散熱環(huán)(2)為采用傳熱性能較好的金屬鋁、銅或不銹鋼制成圓環(huán)形薄板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，其特征在于:所述散熱環(huán)(2)的內(nèi)徑小于待測(cè)管狀材料(9)的內(nèi)徑，散熱環(huán)(2)的外徑大于待測(cè)管狀材料(9)的外徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，其特征在于:所述測(cè)溫元件(3 )采用高精度鉬電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，其特征在于:所述待測(cè)管狀材料(9)的端面平整光滑，端面與軸線垂直。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)試管狀材料軸向?qū)嵯禂?shù)的裝置，其特征在于:所述兩個(gè)待測(cè)管狀材料(9)上粘貼的測(cè)溫元件(3)的位置相同。
【文檔編號(hào)】G01N25/18GK103713013SQ201410025129
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】冉波, 王黎明, 趙偉利, 郭子學(xué), 龔江城, 姜宏民, 趙君, 陶麗茹, 李德鑫 申請(qǐng)人:核工業(yè)理化工程研究院