一种适用于光热反射法的液体材料热物性测量平台制造技术

本实用新型专利技术涉及一种适用于光热反射法的液体材料热物性测量平台，测量筒内设底部固定推杆的活塞，顶壁上开设有激光通光孔，推杆穿过底板上的螺纹孔而向外伸出于测量筒，且推杆外壁上的螺纹与底板上的螺纹孔适配，在测量筒内靠近其顶壁的位置，设置高纯透光板，高纯透光板的底部设有金属传感层，高纯透光板的顶部与测量筒的顶壁之间设密封垫片，在测量筒内，活塞与高纯透光板之间的空间中灌装有待测液体材料样品，在靠近测量筒顶部的筒壁上设有带排气阀的排气管路。本实用新型专利技术的测量平台，适用于抽运探测热反射法测量液体的热物性参数，可提高抽运探测热反射法测量液体热物性的效率和准确性。

A Measuring Platform for Thermophysical Properties of Liquid Materials Applied to Photothermal Reflection Method

The utility model relates to a measuring platform for thermophysical properties of liquid materials suitable for photothermal reflection method, in which a piston with a fixed push rod at the bottom is arranged inside the measuring cylinder, a laser through hole is arranged on the top wall, and the push rod extends out of the measuring cylinder through the thread hole on the bottom plate, and the thread on the outer wall of the push rod is adapted to the thread hole on the bottom plate, and a high purity is set in the position of the measuring cylinder near the top wall. A metal sensing layer is arranged at the bottom of the translucent plate, a sealing gasket is arranged between the top of the high-purity translucent plate and the top wall of the measuring cylinder, a sample of liquid material to be measured is filled in the space between the piston and the high-purity translucent plate in the measuring cylinder, and an exhaust pipe with an exhaust valve is arranged on the wall near the top of the measuring cylinder. The measuring platform of the utility model is suitable for measuring the thermophysical parameters of liquids by the pumping detection heat reflection method, and can improve the efficiency and accuracy of the pumping detection heat reflection method for measuring the thermophysical properties of liquids.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于光热反射法的液体材料热物性测量平台
本技术属于液体材料热物性测量领域，涉及一种液体材料热物性的样品台测量平台，适用于抽运探测热反射法测量液体的热物性参数，可广泛应用于微纳尺度的热管理和科学研究。
技术介绍
目前，微纳尺度电子器件冷却及高强度散热等领域，广泛采用功能流体强迫对流换热，功能流体本身的导热系数对换热效果影响极大，通常采用添加纳米颗粒的方式增强液体的热导率等物性参数。对于液体材料导热性能的准确测量一般使用热线法，但热线法无法测量两种不同材料接触的界面热阻。随着微电子设备的发展，微纳尺度换热通道的壁面与功能流体的界面热阻对器件的散热效果影响增大，因而需要一种可以同时测量微纳尺度流体的导热性能及流体与壁面的界面热阻的测量方法。抽运探测热反射法是一种广泛应用的微纳尺度材料热导率及界面热导的测量方法，该方法为光热反射法，需要金属传感层及液体样品杯，需要对液体样品进行压力控制，同时传感层的表面需要垂直于入射的激光，为满足快速、方便地进行液体导热性能及其界面热阻的测量，急需设计适用于抽运探测热反射法测量液体材料热物性的平台。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺陷和不足，本技术的目的在于针对抽运探测热反射法测量液体材料热物性缺少合适的样品台，而提供一种新型的适用于光热反射法的液体材料热物性的测量平台，以提高抽运探测热反射法测量液体热物性的效率和准确性。为实现上述目标，本技术所采用的技术方案为：一种适用于光热反射法的液体材料热物性测量平台，包括测量筒，所述测量筒通过设置在其外壁上的支腿设置在一可调支架上，其特征在于，所述测量筒内设置一可左右滑动并与其内壁密封贴合的活塞，所述活塞的底部固定设置一外壁设有螺纹的推杆，所述测量筒的顶壁上开设有激光通光孔，所述测量筒的底部固定设置一底板，所述底板的中心处设置一螺纹孔，所述推杆穿过所述底板上的螺纹孔而向外伸出于所述测量筒，且所述推杆外壁上的螺纹与所述底板上的螺纹孔适配，在所述测量筒内靠近其顶壁的位置，设置一高纯透光板，所述高纯透光板的底部设有金属传感层，所述高纯透光板的顶部与所述测量筒的顶壁之间设置有可更换的密封垫片，在所述测量筒内，所述活塞与所述高纯透光板之间的空间中灌装有待测液体材料样品，所述推杆通过与所述螺纹孔的配合以调节所述待测液体材料样品与所述金属传感层之间的接触压力，在靠近所述测量筒顶部的筒壁上设有排气管路，所述排气管路上设有排气阀，所述排气阀用以排出所述待测液体材料样品中的不凝气体。进一步地，所述可调支架为万向盘，所述测量筒可在所述万向盘上进行360°调节，以保证所述测量筒上的激光通光孔始终垂直透过入射激光。进一步地，所述高纯透光板为高纯石英板。进一步地，所述金属传感层镀设在所述高纯石英板的底部。进一步地，所述金属传感层的厚度为100nm级，以吸收抽运光的能量，并反射探测光。进一步地，所述金属传感层为铝膜或金膜。同现有技术相比，本技术的适用于光热反射法的液体材料热物性的测量平台，其技术优点是：1)抽运探测热反射系统需要100nm级厚度的金属传感层吸收抽运光的能量，并反射探测光，由于无法在液体表面蒸镀100nm的金属膜，因而首先将100nm厚金属薄膜镀在高纯透光板(优选石英)上，激光通过高纯透光板照射在金属传感层上，金属传感层与待测液体样品紧密接触；2)100nm金属传感层易损坏或者测量粘稠液体不易清洗，因而需要经常更换镀金属传感层的石英，在高纯石英板制成的采光窗口与测量筒顶壁之间采用可更换的密封垫片进行活密封，易于更换新的带有金属传感层的高纯透光板；3)活塞结构的液体样品腔，由于添加液体样品时难免会有不凝气体混入，排气阀可方便地排出不凝气体；4)活塞结构通过推杆控制，在一定范围内可以控制待测液体样品的压力，也保证了待测液体样品与金属传感层之间的良好接触；5)金属传感层要垂直于抽运光和探测光，调节角度分辨率高，手动搬动角度不易精确控制，采用万向盘，可以实现360°的调节，并可在0.1°精度的微调。附图说明图1为本技术的适用于光热反射法的液体材料热物性的测量平台的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术加以详细说明，应指出的是，所描述的具体实施例仅旨在便于对本技术的理解，而对其不起任何限定作用。现参照图1，本技术的适用于光热反射法的液体材料热物性的测量平台，包括测量筒1，测量筒1通过设置在其外壁上的套环5及支腿6设置在一可调支架7上，可调支架7优选万向盘，测量筒可在万向盘上进行360°调节，并可在0.1°精度的微调，以保证测量筒1上的激光通光孔8始终垂直透过入射激光。测量筒1内设置一可左右滑动并与其内壁密封贴合的活塞2，活塞2的底部固定设置一外壁设有螺纹的推杆4，测量筒1的顶壁上开设有激光通光孔8，测量筒1的底部固定设置一底板3，底板3的中心处设置一螺纹孔，推杆4穿过底板3上的螺纹孔而向外伸出于测量筒，且推杆4外壁上的螺纹与底板3上的螺纹孔适配；在测量筒1内靠近其顶壁的位置，设置一高纯透光板10，高纯透光板10优选为高纯石英板，高纯透光板10的底部设有金属传感层11，金属传感层11镀设在高纯石英板的底部，优选厚度为100nm级的铝膜或金膜，以吸收抽运光的能量，并反射探测光；高纯透光板10的顶部与测量筒1的顶壁之间设置有可更换的密封垫片9；在测量筒1内，活塞2与高纯透光板10之间的空间中灌装有待测液体材料样品，推杆4通过与螺纹孔的配合以调节待测液体材料样品与金属传感层11之间的接触压力，在靠近测量筒1顶部的筒壁上设有排气管路12，排气管路上设有排气阀，排气阀用以排出待测液体材料样品中的不凝气体。本技术的适用于光热反射法的液体材料热物性的测量平台中，由于抽运探测热反射系统需要100nm级厚度的金属传感层吸收抽运光的能量，并反射探测光，由于无法在液体表面蒸镀100nm的金属膜，因而首先将100nm厚金属薄膜镀在高纯透光板(优选石英)上，激光通过高纯透光板照射在金属传感层上，金属传感层与待测液体样品紧密接触；此外，100nm金属传感层易损坏或者测量粘稠液体不易清洗，因而需要经常更换镀金属传感层的石英，在高纯石英板制成的采光窗口与测量筒顶壁之间采用可更换的密封垫片进行活密封，易于更换新的带有金属传感层的高纯透光板；另外，活塞结构的液体样品腔，由于添加液体样品时难免会有不凝气体混入，排气阀可方便地排出不凝气体；活塞结构通过推杆控制，在一定范围内可以控制待测液体样品的压力，也保证了待测液体样品与金属传感层之间的良好接触；由于金属传感层要垂直于抽运光和探测光，调节角度分辨率高，手动搬动角度不易精确控制，采用万向盘，可以实现360°的调节，并可在0.1°精度的微调。以上所述，仅为本技术的优选实施例，本技术保护的范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本技术所揭露的范围内可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本技术的包含范围之内，因此，本技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于光热反射法的液体材料热物性测量平台，包括测量筒，所述测量筒通过设置在其外壁上的支腿设置在一可调支架上，其特征在于，所述测量筒内设置一可左右滑动并与其内壁密封贴合的活塞，所述活塞的底部固定设置一外壁设有螺纹的推杆，所述测量筒的顶壁上开设有激光通光孔，所述测量筒的底部固定设置一底板，所述底板的中心处设置一螺纹孔，所述推杆穿过所述底板上的螺纹孔而向外伸出于所述测量筒，且所述推杆外壁上的螺纹与所述底板上的螺纹孔适配，在所述测量筒内靠近其顶壁的位置，设置一高纯透光板，所述高纯透光板的底部设有金属传感层，所述高纯透光板的顶部与所述测量筒的顶壁之间设置有可更换的密封垫片，在所述测量筒内，所述活塞与所述高纯透光板之间的空间中灌装有待测液体材料样品，所述推杆通过与所述螺纹孔的配合以调节所述待测液体材料样品与所述金属传感层之间的接触压力，在靠近所述测量筒顶部的筒壁上设有排气管路，所述排气管路上设有排气阀，所述排气阀用以排出所述待测液体材料样品中的不凝气体。

【技术特征摘要】
1.一种适用于光热反射法的液体材料热物性测量平台，包括测量筒，所述测量筒通过设置在其外壁上的支腿设置在一可调支架上，其特征在于，所述测量筒内设置一可左右滑动并与其内壁密封贴合的活塞，所述活塞的底部固定设置一外壁设有螺纹的推杆，所述测量筒的顶壁上开设有激光通光孔，所述测量筒的底部固定设置一底板，所述底板的中心处设置一螺纹孔，所述推杆穿过所述底板上的螺纹孔而向外伸出于所述测量筒，且所述推杆外壁上的螺纹与所述底板上的螺纹孔适配，在所述测量筒内靠近其顶壁的位置，设置一高纯透光板，所述高纯透光板的底部设有金属传感层，所述高纯透光板的顶部与所述测量筒的顶壁之间设置有可更换的密封垫片，在所述测量筒内，所述活塞与所述高纯透光板之间的空间中灌装有待测液体材料样品，所述推杆通过与所述螺纹孔的配合以调节所述待测液体材料样品与所述金属传感层之间的接触压力，在靠近所述测量筒顶部的筒壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙方远，王新伟，赵勇，姜玉雁，唐大伟，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，北京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：北京,11