一种高精度早期混凝土导温和导热系数同时测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术装置公开了一种早期混凝土导温和导热系数同时测量装置，包括试模，电源、电压表以及温度巡检仪，在所述的试模内设置一根加热探针和三根不锈金属杆，所述的电源通过导线与加热探针连接形成回路，在该回路上还连接有一电流表，在三根不锈金属杆上分别设置一热敏电阻，该热敏电阻与高精度温度巡检仪连接；所述的加热探针由空心不锈金属管和通过结晶氧化镁粉层固定在该金属管内的电阻丝组成。本实用新型专利技术装置结构简单，拆卸方便，所需材料及仪器少，测量精度高，不仅适用于科研，而且适用于施工现场对早期混凝土导热系数、导温系数的测定。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种同时测定早期混凝土导热系数、导温系数的装置，属于混凝土建筑领域。
技术介绍
土木工程领域中，对混凝土结构的热传导进行分析是非常重要的。混凝土在硬化过程中所释放的水化热，或者在其内部产生某种程度的温度梯度，都有可能导致混凝土结构发生开裂现象。为了能够准确的预测混凝土在这些因素作用下的开裂趋势，并能够及时的预防混凝土开裂现象的发生，就必须系统的研究混凝土的导热系数、导温系数以及比热， 尤其是在混凝土的早龄期阶段，更应深入的研究这些热学参数随龄期变化的规律。目前测量材料的导热系数、导温系数及比热的方法主要分为稳态方法和瞬态方法两大类。稳态方法是最早使用的方法，它的普遍特点是操作人员在已知样品的壁厚上建立温度梯度，并控制从一边传递到另一边的热量。最常用的热流是一维的，如热流法或热板法。采用热流法测量材料导热系数请参见2000年9月20日公告的中国专利第93115076.0 号揭露的一种测量材料导热系数的方法及装置。所述专利揭露的方法及装置使用方便，测量成本低。但是，对于液体或气体物质来说，明显的温度改变会形成对流传热，违背了稳态法的根本出发点，因此，该方法不适用于测定液体，气态物质的导热系数。由于早期混凝土处于半液体状态，因此该方法不适用于测定早期混凝土的导热系数，且一次测量不能同时测得导温系数。瞬态方法如热线法(Hot Wire method),用于测量高导热系数材料和/或在高温条件下测量。热线法又分为单线法、平行线法、热线比较法、和探针法四种。其中单线法和探针法的原理基本上一致，只是测试的装置不同。其原理是直线(即热线)附近物质(热电偶)的温升与其导热系数有关，导热系数可用下式表达 ^IA^2-B1)其中i力单位长度热线发热量W/m 为测量时刻，可事先确定為爲为Tb Ti时刻对应的温升。但是，单线法、热线比较法和探针法在测量中只能确定材料的导热系数，而不能同时确定导温系数。《耐火材料导热系数试验方法》GB/T17106—1997中提出了采用平行线法测定耐火材料的导热系数，该方法虽然能够同时测定材料的导热系数和导温系数，但是该标准中提出的装置并不适用于测定早期混凝土的导热系数和导温系数。2000年6月观日公告的中国专利第99214843. X号揭露的一种无机非金属材料的热导率测试装置也是采用热线法测试材料的导热系数。所述热线法测试装置测量精度高，操作简便。但是，该装置不适用于测定半液体状态材料的导热系数，且不能同时测定导温系数。因此，不适用于同时测定早期混凝土导热系数、导温系数。2009年5月27日公告的中国专利CN200820185222. 5介绍了早期混凝土导温导热系数测量装置。此装置可以同时测量早期混凝土导温和导热系数，但由于混凝土的不均勻性，其测量结果只能代表热探针和热敏电阻温度计之间的混合材料的导温和导热系数，并不能精确代表混凝土的导温和导热系数。热线法应用广泛，可用于对液体物质导热系数的测定，但是热线法直接对热线通电加热，对于自身能导电的液态物质，为保证通过的电能完全转变成热能，必须对热线做绝缘处理，另外，热线法中为保证测定的准确度要求热线在测定过程中不得变形弯曲，同时对热线加热功率和温度的测量精度要求较高，这些因素增加了热线法的应用难度。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题时针对上述现有技术的不足，而提供一种测定早期混凝土导热系数、导温系数的试验装置，该装置自行组装简单，操作方便，试验所需仪器较少，一次测量能够同时测定导热系数和导温系数。为了解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案一种早期混凝土导热系数、导温系数的测试装置，包括试模，电源、电压表以及温度巡检仪，在所述的试模内设置一根加热探针和三根不锈金属杆，所述的电源通过导线与加热探针连接形成回路，在该回路上还连接有一电流表，在不锈金属管上设置有一热敏电阻，该热敏电阻与温度巡检仪连接， 所述的电压表连接在加热探针的两端测量加热探针两端之间的电压值。所述的加热探针由空心不锈金属管和通过结晶氧化镁粉层固定在该金属管内的电阻丝组成。在所述的试模的两端板中心处设置一小孔，所述的加热探针穿过此小孔，在热探针周围0度、180度和270度方向等距设置3个小孔，3根不锈钢金属杆分别由其中穿过，探针和不锈金属杆均采用氰基丙烯酸脂粘合剂固定在小孔中。所述的热敏电阻通过氰基丙烯酸脂粘合剂固定在不锈钢管中部。本试验装置根据平行热线法原理制成，因此一次测量能同时测定早期混凝土的导热系数和导温系数。加热探针选用有效长度与直径比大于100的空心不锈钢管，内部的加热丝采用有效长度与直径比大于150的电阻丝，因此完全可把加热探针当作理想线热源。 加热探针内部的电阻丝表面的绝缘处理采用环氧树脂导热胶，环氧树脂导热胶的优点在于较高的导热性能，因此能够快速的把热线产生的热量散发出去。另外，环氧树脂导热胶固化快且与热线表面的粘结强度高。电阻丝与空心钢管之间的空隙采用结晶氧化镁粉填充密实。结晶氧化镁粉的优点在于导热性能好并且绝缘，因此，能够保证加热探针内部的电阻丝与空心不锈钢管的内壁保持绝缘。为保证热线加热功率的稳定，故采用高精度的直流稳压电源，同时采用精度为1/1000的电流表对流经热线的电流进行测定，保证热线加热功率计算的准确性。温度测量中采用的温度传感器为Ptl00，l/;3B级热敏电阻。热敏电阻在测温领域中应用广泛，具有高稳定性、精密、小尺寸以及温度响应速度快且不需要冷端补偿等优点。测量中结合高精度的温度巡检仪，分辨能力达到了 0.01°C，保证了测试过程中所测温度的精度。同现有技术相比较，本技术具有如下优点1、适用于硬化和早期混凝土导热系数和导温系数的测定，结果准确；2、测试过程中温升小、时间短，测定的导热系数和导温系数可认为是指定温度下的导热系数和导温系数；3、测量所需仪器少；4、自行组装测量装置方便、快速、简单。附图说明图1为本技术测试装置的结构示意图。图2是图1的A-A剖面图。图3为加热探针的结构示意图。图4为本技术测试方法的迭代流程图图5为本技术测试方法下导热系数随龄期增长的变化图。图6为本技术测试方法下导温系数随龄期增长的变化图。具体实施方式以下结合附图对本技术装置作进一步描述如图1、图2所示，可拆式钢试模1的尺寸为150mmX 150mmX 300mm，在两端板中心处钻取1个小孔，小孔的直径和加热探针2和不锈钢管3的直径相一致，热探针2在两孔之中固定。在孔的周围0度、180度和270度方向分别钻取3个小孔，小孔的直径和加热探针 2和不锈钢金属杆3的直径相一致，三小孔距离中心孔距离相等，均为22. 5mm。加热探针2 和不锈钢金属杆3穿过试模的小孔，并采用氰基丙烯酸脂粘合剂进行固定。电源4通过导线7与加热探针2连接形成回路，在该回路上还连接有一电流表5，在3个不锈金属杆3上分别设置有一热敏电阻8，热敏电阻8通过氰基丙烯酸脂粘合剂固定在不锈钢管3中部，热敏电阻8与高精度温度巡检仪6连接，测量时，在热探针2两端点连接一个电压表，测量热探针上下测点之间的电压值。加热探针2由空心不锈金属管21和通过结晶氧化镁粉层23 固定在该金属管21内的电阻丝22组成。加热探针2的制作方法是，预先将电阻丝拉直并处于绷紧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种早期混凝土导温和导热系数同时测量装置，其特征在于：包括试模（１），电源（４）、电压表以及温度巡检仪（６），在所述的试模（１）内设置一根加热探针（２）和三根不锈钢金属杆（３），所述的电源（４）通过导线（７）与加热探针（２）连接形成回路，在该回路上还连接有一电流表（５），在三根不锈金属杆（３）上分别设置有热敏电阻（８），该热敏电阻（８）与所述的温度巡检仪（６）连接，所述的电压表连接在加热探针（２）的两端测量加热探针（２）两端之间的电压值。

【技术特征摘要】
1.一种早期混凝土导温和导热系数同时测量装置，其特征在于包括试模(1)，电源 (4 )、电压表以及温度巡检仪(6 )，在所述的试模(1)内设置一根加热探针(2 )和三根不锈钢金属杆(3)，所述的电源(4)通过导线(7)与加热探针(2)连接形成回路，在该回路上还连接有一电流表(5)，在三根不锈金属杆(3)上分别设置有热敏电阻(8)，该热敏电阻(8)与所述的温度巡检仪(6 )连接，所述的电压表连接在加热探针(2 )的两端测量加热探针(2 )两端之间的电压值。2.根据权利要求1所述的早期混凝土导温和导热系...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈德建，吴胜兴，沈德飞，栾澔，魏珍中，程意国，
申请(专利权)人：河海大学，南京宇翔建设发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84