一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量液體導(dǎo)熱系數(shù)的恒溫?zé)嵩⊙b置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種恒溫?zé)嵩⊙b置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的材料導(dǎo)熱物性參數(shù)測量方法大致可分為瞬態(tài)法和穩(wěn)態(tài)法，瞬態(tài)法由于其便捷的實(shí)驗(yàn)操作以及實(shí)驗(yàn)的快速性，得到了大量科研團(tuán)體的青睞。瞬態(tài)平面熱源法是一種典型的瞬態(tài)測量法，由于操作簡單、測量精度高而得到了廣泛應(yīng)用，但該方法需要準(zhǔn)確確定被測對象及探頭的溫度。目前，采用瞬態(tài)平面熱源法測量液體的導(dǎo)熱系數(shù)的研宄相對較少，通常配備的液體池只能開展常溫確定狀態(tài)下的測量，缺乏高溫液體池控溫裝置。常規(guī)的恒溫?zé)嵩⊙b置通?；跓崞胶獾脑恚捎盟』蛴驮〉姆绞竭M(jìn)行溫控，對被測對象的加熱時間缺乏量化的標(biāo)準(zhǔn)，并且由于采用瞬態(tài)平面熱源法測量液體導(dǎo)熱系數(shù)時，假設(shè)加熱過程為半無限大平板加熱模型，對液體容器有密封要求。常規(guī)溫控方式難以準(zhǔn)確測量被測液體或探頭處的溫度，限制了常規(guī)恒溫?zé)嵩⊙b置的使用。
[0003]瞬態(tài)平面熱源法需要準(zhǔn)確確定被測對象及探頭的在開始測量前的初始溫度，要求開始測量前液體樣品已與周圍環(huán)境達(dá)到熱平衡，樣品處于設(shè)定的初始溫度，且溫度分布均勻。常規(guī)的測量無法確定樣品是否已經(jīng)達(dá)到設(shè)定的初始溫度，而且增加了等待時間，增加了試驗(yàn)周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有恒溫?zé)嵩⊙b置通?；跓崞胶獾脑恚瑢Ρ粶y對象的加熱時間缺乏量化的標(biāo)準(zhǔn)，難以判斷待測液體是否與周圍環(huán)境達(dá)到熱平衡，達(dá)到設(shè)定的初始溫度的問題，而提供一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量液體導(dǎo)熱系數(shù)的恒溫?zé)嵩⊙b置。
[0005]一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量液體導(dǎo)熱系數(shù)的恒溫?zé)嵩⊙b置包括計(jì)算機(jī)、第一液體注射器、第一液體輸入管道、第一金屬塊、探頭、第一液體輸出管道、液態(tài)工質(zhì)、第三金屬塊、熱浴鍋、片狀熱電偶測溫儀、第二金屬塊、第四金屬塊、第二液體注射器、第二液體輸入管道和第二液體輸出管道；
[0006]所述的熱浴鍋內(nèi)裝有液態(tài)工質(zhì)，第一金屬塊、第二金屬塊、第三金屬塊和第四金屬塊均置于在液態(tài)工質(zhì)中；
[0007]所述的第一金屬塊、第二金屬塊、第三金屬塊和第四金屬塊的表面上均開有等大的凹槽；第一金屬塊和第二金屬塊表面上開設(shè)的凹槽組成封閉的待測液體池；
[0008]所述的第一液體注射器通過第一液體輸入管道與封閉的待測液體池的下端相連通；封閉的待測液體池的上端與第一液體輸出管道的一端與相連通，第一液體輸出管道的另一端穿出熱浴鍋，與大氣相連通；探頭設(shè)置在液體池的內(nèi)部，且與計(jì)算機(jī)相連通；
[0009]所述的第三金屬塊和第四金屬塊表面上開設(shè)的凹槽組成封閉的對比液體池；第二液體注射器通過第二液體輸入管道與封閉的對比液體池的下端相連通；封閉的對比液體池的上端與第二液體輸出管道的一端相連通，第二液體輸出管道的另一端穿出熱浴鍋，與大氣相連通；片狀熱電偶測溫儀的探頭置于封閉的對比液體池中。
[0010]本發(fā)明的使用方法和原理:
[0011]本發(fā)明通過將液態(tài)工質(zhì)加入到熱浴鍋中，將第一金屬塊、第二金屬塊、第三金屬塊和第四金屬塊置于在液態(tài)工質(zhì)中；第一金屬塊、第二金屬塊、第三金屬塊和第四金屬塊的大小、形狀和材質(zhì)均相同，且封閉的待測液體池和封閉的對比液體池的尺寸相同；使用第一液體注射器將待測液體通過第一液體輸入管道注入到封閉的待測液體池中，探頭設(shè)置在封閉的待測液體池中，且與計(jì)算機(jī)相連接，且計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝了 Hot Disk熱常數(shù)分析軟件；使用第二液體注射器將相同體積的待測液體通過第二液體輸入管道注入到封閉的對比液體池中，片狀熱電偶測溫儀測量封閉的對比液體池內(nèi)待測液體的溫度，由于第一金屬塊、第二金屬塊、第三金屬塊和第四金屬塊的大小、形狀和材質(zhì)均相同，且封閉的待測液體池和封閉的對比液體池的尺寸相同；且第一金屬第二金屬塊、第三金屬塊和第四金屬塊置于在液態(tài)工質(zhì)中，加熱條件相同，可以等效的認(rèn)為封閉的對比液體池內(nèi)待測液體的溫度與封閉的待測液體池內(nèi)待測液體的溫度相同，因此，可以通過片狀熱電偶測溫儀測得的封閉的對比液體池內(nèi)待測液體的溫度來確定封閉的待測液體池內(nèi)待測液體的溫度，已知封閉的待測液體池內(nèi)待測液體的具體溫度，開始試驗(yàn)，計(jì)算機(jī)給探頭施加額定電流對待測液體進(jìn)行加熱，同時探頭為hotdisk探頭，表面可以產(chǎn)生溫升，電阻增加，電信號反饋回計(jì)算機(jī)；通過材料電阻與溫度的對應(yīng)關(guān)系，得到溫度隨時間的變化曲線，通過對曲線的擬合與計(jì)算，得出待測液體的導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)。
[0012]本發(fā)明可獲得一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量液體導(dǎo)熱系數(shù)的恒溫?zé)嵩⊙b置。
【附圖說明】
[0013]圖1為【具體實(shí)施方式】一所述的一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量液體導(dǎo)熱系數(shù)的恒溫?zé)嵩⊙b置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式是一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量液體導(dǎo)熱系數(shù)的恒溫?zé)嵩⊙b置包括計(jì)算機(jī)1、第一液體注射器2、第一液體輸入管道3、第一金屬塊4、探頭5、第一液體輸出管道6、液態(tài)工質(zhì)7、第三金屬塊8、熱浴鍋9、片狀熱電偶測溫儀10、第二金屬塊13、第四金屬塊14、第二液體注射器15、第二液體輸入管道16和第二液體輸出管道17 ；
[0015]所述的熱浴鍋9內(nèi)裝有液態(tài)工質(zhì)7，第一金屬塊4、第二金屬塊13、第三金屬塊8和第四金屬塊14均置于在液態(tài)工質(zhì)7中；
[0016]所述的第一金屬塊4、第二金屬塊13、第三金屬塊8和第四金屬塊14的表面上均開有等大的凹槽；第一金屬塊4和第二金屬塊13表面上開設(shè)的凹槽組成封閉的待測液體池11 ;
[0017]所述的第一液體注射器2通過第一液體輸入管道3與封閉的待測液體池11的下端相連通；封閉的待測液體池11的上端與第一液體輸出管道6的一端與相連通，第一液體輸出管道6的另一端穿出熱浴鍋9，與大氣相連通；探頭5設(shè)置在液體池11的內(nèi)部，且與計(jì)算機(jī)I相連通；
[0018]所述的第三金屬塊8和第四金屬塊14表面上開設(shè)的凹槽組成封閉的對比液體池12 ;第二液體注射器15通過第二液體輸入管道16與封閉的對比液體池12的下端相連通；封閉的對比液體池12的上端與第二液體輸出管道17的一端相連通，第二液體輸出管道17的另一端穿出熱浴鍋9，與大氣相連通；片狀熱電偶測溫儀10的探頭置于封閉的對比液體池12中。
[0019]圖1為【具體實(shí)施方式】一所述的一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量液體導(dǎo)熱系數(shù)的恒溫?zé)嵩⊙b置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1中I為計(jì)算機(jī)，2為液體注射器，3為液體輸入管道，4為第一金屬塊，5為探頭，6為第一液體輸出管道，7為液態(tài)工質(zhì)，8為第三金屬塊，9為熱浴鍋，10為片狀熱電偶測溫儀，11為待測液體池，12為對比液體池，13為第二金屬塊，14為第四金屬塊，15為第二液體注射器，16為第二液體輸入管道，17為第二液體輸出管道。
[0020]本實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn):
[0021]一、本實(shí)施方式將液態(tài)工質(zhì)7加入到熱浴鍋9中，測量溫度可高達(dá)200 °C，充分利用瞬態(tài)平面熱源法標(biāo)準(zhǔn)聚酰亞胺探頭的耐熱性能，以測量液體材料在較高溫度下的導(dǎo)熱特性；并且本實(shí)施方式采用對比裝置，通過對比能夠準(zhǔn)確獲得封閉的待測液體池11池內(nèi)待測液體的溫度，精確的熱控以保證加熱結(jié)束液體溫度達(dá)到熱浴鍋9設(shè)定的溫度；同時，本實(shí)施方式的整個加熱過程人為可控，靈敏性高；可以了解待測液體溫度何時到達(dá)設(shè)定溫度，有效減小等待時間，大大加快實(shí)驗(yàn)周期，同時也增加實(shí)驗(yàn)的可靠性。
[0022]本實(shí)施方式的使用方法和原理:
[0023]本實(shí)施方式通過將液態(tài)工質(zhì)7加入到熱浴鍋9中，將第一金屬塊4、第二金屬塊13、第三金屬塊8和第四金屬塊14置于在液態(tài)工質(zhì)7中；第一金屬塊4、第二金屬塊13、第三金屬塊8和第四金屬塊14的大小、形狀和材質(zhì)均相同，且封閉的待測液體池11和封閉的對比液體池12的尺寸相同；使用第一液體注射器2將待測液體通過第一液體輸入管道3注入到封閉的待測液體池11中，探頭5設(shè)置在封閉的待測液體池11中，且與計(jì)算機(jī)I相連接，且計(jì)算機(jī)I內(nèi)安裝了 Hot Disk熱常數(shù)分析軟件；使用第二液體注射器15將相同體積的待測液體通過第二液體輸入管道16注入到封閉的對比液體池12中，片狀熱電偶測溫儀10測量封閉的對比液體池12內(nèi)待測液體的溫度，由于第一金屬塊4、第二金屬塊13、第三金屬塊8和第四金屬塊14的大小、形狀和材質(zhì)均相同，且封閉的待測液體池11和封閉的對比液體池12的尺寸相同；且第一金屬4第二金屬塊13、第三金屬塊8和第四金屬塊14置于在液態(tài)工質(zhì)7中，加熱條件相同，可以等效的認(rèn)為封閉的對比液體池12內(nèi)待測液體的溫度與封閉的待測液體池11內(nèi)待測液體的溫度相同，因此，可以通過片狀熱電偶測溫儀10測得的封閉的對比液體池12內(nèi)待測液體的溫度來確定封閉的待測液體池11內(nèi)待測液體的溫度，已知封閉的待測液體池11內(nèi)待測液體的具體溫度，開始試驗(yàn)，計(jì)算機(jī)I給探頭5施加額定電流對待測液體進(jìn)行加熱，同時探頭5為hotdisk探頭，表面可以產(chǎn)生溫升，電阻增加，電信號反饋回計(jì)算機(jī)I ;通過材料電阻與溫度的對應(yīng)關(guān)系，得到溫度隨時間的變化曲線，通過對曲線的擬合與計(jì)算，得出待測液體的導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)。
[0024]本實(shí)施方式可獲得一種基于瞬態(tài)平面熱源法測量液體導(dǎo)熱系數(shù)的恒溫?zé)嵩⊙b置。
[0025]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同點(diǎn)是:所述的探頭5為hotdisk探頭7577或hotdisk探頭5465。其他步驟與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0026]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二之一不同點(diǎn)是:所述的第一金屬塊4、第二金屬塊13、第三金屬塊8和第四金屬塊14的大小、形狀和材質(zhì)均相同，且材質(zhì)為鋁合金或銅。其他步驟與