CN103529076A

CN103529076A - 测定导热系数的自动控温装置

Info

Publication number: CN103529076A
Application number: CN201310528530.9A
Authority: CN
Inventors: 邓友生; 马巍; 吴青柏
Original assignee: Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute of CAS
Current assignee: Northwest Institute of Eco Environment and Resources of CAS
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明涉及一种测定导热系数的自动控温装置。其结构特征是由两个有机玻璃套筒组成的保温真空外罩，将其置放在能够控温的金属支架上，筒内放置测量样品，样品底部要与支架紧密接触，而样品的上部是能够控温的金属控温顶板，本发明通过恒温浴来控制支架和控温顶板的温度，从而使测量样品整体温度恒定和均匀。

Description

测定导热系数的自动控温装置

技术领域

本发明涉及一种导热系数测定的自动控温装置，利用该装置可在室内对岩土、保温材料等样品进行不同温度条件下的导热系数测定。

背景技术

在对试验样品导热系数的测试过程中，若环境温度的波动和不稳定将直接影响导热系数的测试结果。为此需要研制一种试验样品的控温装置。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的旨在提供一种导热系数测定的自动控温装置，该装置可满足不同样品在室内进行不同温度条件下的导热系数的测定。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种测定导热系数的自动控温装置，主要由第一有机玻璃筒、第二有机玻璃筒、有机玻璃板、顶板把手、控温顶板、顶板循环液进口、顶板循环液出口、控温底板、底板循环液进口、底板循环液出口、保温材料和金属支架组成。第一有机玻璃筒装入第二有机玻璃筒内，由上下有机玻璃板将第一有机玻璃筒和第二有机玻璃筒封闭，构成的保温真空套筒，筒底设有的底板循环液进口和底板循环液出口的穿过控温底板，控温底板置放在的金属支架上，封闭套筒的有机玻璃板上设有抽真空口；第一有机玻璃筒内试验样品置有导热系数测定探头和加热线，导热系数测定探头通过导线与数据采集仪连接；试验样品底部与金属支架紧密接触，控温顶板和保温材料嵌入第一有机玻璃筒内，置于试验样品上部；控温顶板上刨有冷液循环槽，槽口分别与顶板循环液进口和顶板循环液出口对接，控温顶板有把手。

本发明的优点是：

1、实现了试验温度的任意调节（30℃到-20℃），且温度波动仅为0.05-0.1℃，完全满足满足不同样品在室内进行不同温度条件下的导热系数的测定。

2、控温顶板和控温底板为金属（不锈钢、铜、铝合金）的热传导板，上下板结构相同，分别由两块金属板、密封垫构成，为试验样品提供所需的的试验温度。

3、控温顶板为热传导性较好的金属板，表面刨有冷夜循环槽，冷液循环时，控制进出冷液温度均衡稳定，使样品的温度，在同一面上保持相同。

附图说明

图1为本发明示意图。

图2为图1样品导热系数测定工作图。

图3为图1中控温顶板结构示意图。

具体实施方式

一种测定导热系数的自动控温装置，主要由第一有机玻璃筒1、第二有机玻璃筒2、有机玻璃板12、把手3，控温顶板4、顶板循环液进口7、顶板循环液出口8、控温底板6、底板循环液进口10、底板循环液出口11、保温材料15和金属支架13组成。第一有机玻璃筒1壁厚1cm、内径15cm、高度22cm，第二有机玻璃筒2壁厚1cm、内径19cm、高度22cm，第一有机玻璃筒1装入第二有机玻璃筒2内，由上下厚度1cm、内径15cm、外径21cm有机玻璃板12将第一有机玻璃筒1和第二有机玻璃筒2封闭，构成的保温真空套筒。筒底设有底板循环液进口10和底板循环液出口11穿过控温底板6，控温底板6置放在的金属支架13上，封闭套筒的有机玻璃板12上设有抽真空口14；第一有机玻璃筒1内试验样品5置有导热系数测定探头9。试验样品5为冻土样品（冻土样品为不同含水量、不同干容重的融土或岩石，在所需负温条件下冻结而成）。导热系数测定探头9通过导线与数据采集仪连接；冻土样品底部与热传导性较好金属支架13紧密接触，对冻土样品精确控温。热传导性较好控温顶板4和保温材料15为直径15cm、厚3cm PVC芯板，嵌入第一有机玻璃筒1内，置于冻土样品上部；控温顶板4上刨有冷液循环槽，槽口分别与顶板循环液进口7和顶板循环液出口8对接，控温顶板4有把手3。

真空泵24连接抽真空口14。使用过程中，通过导热系数测定的自动控温装置（简称控温装置）抽真空口3对封闭第一有机玻璃筒1和2第二有机玻璃筒2进行抽真空，第一有机玻璃筒1和第二有机玻璃筒2对冻土样品起隔热保温作用。

下面描述试验样品导热系数测定的操作过程：试验仪器为TC-22 导热系数测定仪，其各部分的连接情况见图2：控温装置的顶板循环液进口7和底板循环液进口10进口连接到恒温浴的出口22；控温装置的顶板循环液出口8和底板循环液出口11出口连接到恒温浴的进口23；控温装置的加热线16连接到TC-22导热系数测定仪的17，测定探头9正极连接到零温瓶的正极19；测定探头9负极连接到零温瓶的负极20；零温瓶的21连接到TC-22导热系数测定仪的18。

样品导热系数测定：

a. 制备样品: 样品按所需要求配制含水量, 配好后将冻土样闷2~ 4 h; 然后装样, 按所需干容重将测试冻土样装在直径12 cm厚5 cm 的两个试样盒中。在装样的过程中，必须保证样品各部位密实度的均匀和样品两端面的平整与光滑；b. 把制备好的两个样品重叠放入自动控温装置内，样品与样品中间铺设测试仪器的加热线，并使样品上下端面与控温装置的顶底面接触好；c.将恒温浴的温度控制在试验所需的温度，并连接至装置的循环液进口10和底板循环液出口11；d.对控温装置夹层抽真空，保证装置内部的温度稳定和与外部不进行热量交换。e. 接通主机电源, 仪器先预热30~ 60 min。(6) 零温瓶内必须盛满冰水混合物；f.接通各相关连接线；g.调节温度表指针, 使其对准0 位；h.测定试样温度, 并将设置温度调至与试样温度相同；.i对所测试样选择最佳的电流值。j.待温度指针回到0 位后, 开始试样的导热系数测定。k.融土样品测试结束后, 将恒温浴调制所需负温，使样品冻结, 待样品冻结4~ 8 h（温度稳定）后,重复e到j步骤, 从而测试冻土样品在不同负温条件下的导热系数。

试验结果如表1所示：

表1 样品（融土和冻土）导热系数测试结果

Claims

1.一种测定导热系数的自动控温装置，主要由有机玻璃筒（1）有机玻璃筒（2）、有机玻璃板（12）、顶板把手（3），控温顶板（4）、顶板循环液进口（7）、顶板循环液出口（8）、控温底板（6）、底板循环液进口（10）、底板循环液出口（11）、保温材料（15）和金属支架（13）组成，其特征是第一有机玻璃筒（1）装入第二有机玻璃筒（2）内，由上下有机玻璃板（12）将第一有机玻璃筒（1）和第二有机玻璃筒（2）封闭，构成的保温真空套筒，筒底设有的底板循环液进口（10）和底板循环液出口（11）穿过控温底板（6），控温底板（6）置放在的金属支架（13）上，封闭套筒的有机玻璃板（12）上设有抽真空口（14）；第一有机玻璃筒（1）内试验样品（5）置有导热系数测定探头（9）和加热线（16），试验样品（5）底部与金属支架（13）紧密接触，控温顶板（4）和保温材料（15）嵌入有机玻璃筒（1）内，置于试验样品（5）上部；控温顶板（4）上刨有冷液循环槽，槽口分别与顶板循环液进口（7）和顶板循环液出口（8）对接，控温顶板（4）有把手（3）。