一种直接法测量材料电卡性能的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种直接法测量材料电卡性能的装置，包括放置待测材料的测量腔体、气体输送器、电源、热通量传感器以及温度采集显示器；测量腔体上设有送风口；气体输送器经送风口向测量腔体内输送温控气体，以将测量腔体内环境温度及待测材料加热或制冷到预设测量温度；电源，用于在测量腔体内环境温度达到预设测量温度后为待测材料加载周期性电压，以使待测材料产生热量或冷量；热通量传感器，贴附于待测材料的表面，用于采集待测材料表面的热通量并传送至温度采集显示器；温度采集显示器，用于根据热通量传感器采集的热通量得到待测材料的温变，进而获取待测材料的电卡性能。本发明专利技术提高了电卡性能测量的精度和可信度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电卡材料性能测量
，具体的是涉及一种基于直接法测量材料电卡性能的装置。
技术介绍
电卡材料是一种常见的功能材料，其表现出的电卡效应是由于极性材料在外电场的改变导致极化状态发生改变而产生的绝热温度或等温熵的变化。电卡效应最早在1880年于罗息盐(RochlleSalt)中被发现。随后的相当长时间内，实验得到的电卡效应因为较弱、尚未达到应用的要求并未引起太多关注。随着Mischenko于2006年和Neese于2008年在《Science》杂志上分别报道了温度变化超过10K的铁电薄膜和可在常温工作的铁电聚合物，更多具有巨电卡效应的铁电陶瓷和铁电聚合物相继被发现，吸引了众多研究机构的注意，掀起了电卡研究的热潮。电卡材料的研究热潮使研究人员对电卡性能测量装置的稳定性和精准度提出了更高要求。测量电卡材料性能主要有两种方法：间接法和直接法。间接法又分为两种，一种是通过测量不同温度下的极化率随电场的变化曲线(P-E曲线)再经过一系列数值模拟和计算得到；另一种则直接通过唯象理论计算获得。直接法也有两种：一种是通过改进的差热分析仪测得，另一种则通过高分辨率热学器件测得。因此，一般认为直接法得到的数据更直接、更具说服力。测量电卡材料性能的理论方法很多，但一直未有成熟的测量装置问世，因此提出一种实用可靠的装置非常有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种有实际操作意义的直接法测量材料电卡性能的装置，通过用温度传感器直接测量电卡材料在充放电周期内的温度变化，实现电卡性能测量，以为众多电卡领域的研究和应用技术人员提供便利。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种直接法测量材料电卡性能的装置，包括放置待测材料的测量腔体、气体输送器、电源、热通量传感器以及温度采集显示器；所述测量腔体上设有送风口；所述气体输送器经所述送风口向所述测量腔体内输送温控气体，以将所述测量腔体内环境温度及所述待测材料加热或制冷到预设测量温度；所述电源，用于在所述测量腔体内环境温度达到预设测量温度后为所述待测材料加载周期性电压，以使所述待测材料产生热量或冷量；所述热通量传感器，贴附于所述待测材料的表面，用于采集所述待测材料表面的热通量并传送至所述温度采集显示器；所述温度采集显示器，用于根据所述热通量传感器采集的热通量得到所述待测材料的温变，进而获取所述待测材料的电卡性能。本专利技术的优点在于：提供了一种有实际操作意义的直接法测量材料电卡性能的装置，通过用热通量传感器直接测量待测材料在充、放电周期内的温度变化，可以快速、准确、直接地测得电卡材料在不同温度、不同电场下的电卡性能。本专利技术所述的装置克服了间接法测量中数值计算和模拟带来的测量误差，提高了电卡性能测量的精度和可信度，可以为众多电卡领域的研究和应用技术人员提供便利。附图说明图1，本专利技术所述的直接法测量材料电卡性能的装置一优选实施例所示结构示意图；图2A-2B，本专利技术所述的待测材料分布示意图；图3，本专利技术一优选实施例所述的气体输送器结构及原理示意图；图4，本专利技术一优选实施例所述的送风口结构示意图；图5A-5C为图4中送风口中的送风板的结构示意图；图6，本专利技术一优选实施例所述的回风口结构示意图；图7，本专利技术一优选实施例所述的测量腔体内温度传感器的分布示意图。具体实施方式本专利技术提供的直接法测量材料电卡性能的装置基于直接法中第二种，即采用热学器件直接测量电卡材料的温度变化。下面结合附图对本专利技术提供的直接法测量材料电卡性能的装置做详细说明。参考图1，本专利技术所述的直接法测量材料电卡性能的装置一优选实施例所示结构示意图。所述装置包括放置待测材料108的测量腔体100、气体输送器106、电源102、热通量传感器110以及温度采集显示器101。所述测量腔体100上设有送风口105；所述气体输送器106经所述送风口105向所述测量腔体100内输送温控气体，以将所述测量腔体100内环境温度及所述待测材料108加热或制冷到预设测量温度；所述电源102，用于在所述测量腔体100内环境温度达到预设测量温度后为所述待测材料108加载周期性电压，以使所述待测材料108产生热量或冷量；所述热通量传感器110，贴附于所述待测材料108的表面，用于采集所述待测材料108表面的热通量并传送至所述温度采集显示器101；所述温度采集显示器101，用于根据所述热通量传感器110采集的热通量得到所述待测材料108的温变，进而获取所述待测材料108的电卡性能。优选的，所述测量腔体100的一侧面为活动面板，以方便更换待测材料。可选的，所述测量腔体100包括：外罩壳103、内罩壳112、设于所述内罩壳112与所述外罩壳103之间的保温层104、固定在所述内罩壳112上的吊架116、设于所述吊架116上用于放置所述待测材料108的支架111，以及用于压覆所述待测材料108与所述热通量传感器110的压板107。优选的，所述吊架、支架、压板均采用热导率低的工程塑料制成，包括但不限于尼龙、聚缩醛、ABS以及环氧树脂板等材料；所述保温层采用隔热材料制成，包括但不限于橡塑保温棉、聚氨酯发泡塑料以及聚乙烯保温棉等。请一并参考图1以及图2A-2B，其中，图2A-2B为本专利技术所述的待测材料分布示意图。优选的，所述热通量传感器110与所述待测材料108之间设有热导率高的导热层109。参考图2A，其至下而上的安装顺序是：支架111、热通量传感器110、导热层109、待测材料108，最后使用压板107压紧热通量传感器10；通过这种分布结构可以测试待测材料108下表面的热通量。参考图2B，其至下而上的安装顺序是：支架111、待测材料108、导热层109、热通量传感器110，最后使用压板107压紧热通量传感器10；通过这种分布结构可以测试待测材料108上表面的热通量。导热层109材料包括但不限于导热硅脂、聚酯导热膜以及导热双面胶等。导热层109刷涂或黏贴于待测材料108的上表面或下表面。请一并参考图1以及图3，其中，图3为本专利技术一优选实施例所述的气体输送器结构及原理示意图。可选的，所述气体输送器106包括：风机301、第一过滤器302、风管管道303、换热器304、第二过滤器306、控制器308、制冷模块309和/或加热模块305以及固定在所述风管管道303上的温度传感器310。所述风机301输出的气体经所述第一过滤器302过滤后，通过所述温度传感器310检测气体温度；所述控制器308控制所述制冷模块309将所述风机301输出的气体制冷并经所述第二过滤器306过滤后，经所述送风口105输送至所述测量腔体100内，以将所述测量腔体100内环境温度制冷至所述预设测量温度，或者所述控制器308控制所述加热模块305将所述风机301输出的气体加热并经所述第二过滤器306过滤后，经所述送风口105输送至所述测量腔体100内，以将所述测量腔体100内环境温度加热至所述预设测量温度。其中，所述气体输送器106采用高精度气体输送器，可以实时根据温度传感器310检测到的测量腔体100内气体温度与预设测量温度比较，调整风机301出风量和出风温度；第一过滤器302为初效过滤器，第二过滤器306为高效过滤器；制冷模块309以及加热模块305可以实时地对制冷功率和加热功率进行调节，制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直接法测量材料电卡性能的装置，其特征在于，包括放置待测材料的测量腔体、气体输送器、电源、热通量传感器以及温度采集显示器；所述测量腔体上设有送风口；所述气体输送器经所述送风口向所述测量腔体内输送温控气体，以将所述测量腔体内环境温度及所述待测材料加热或制冷到预设测量温度；所述电源，用于在所述测量腔体内环境温度达到预设测量温度后为所述待测材料加载周期性电压，以使所述待测材料产生热量或冷量；所述热通量传感器，贴附于所述待测材料的表面，用于采集所述待测材料表面的热通量并传送至所述温度采集显示器；所述温度采集显示器，用于根据所述热通量传感器采集的热通量得到所述待测材料的温变，进而获取所述待测材料的电卡性能。

【技术特征摘要】
1.一种直接法测量材料电卡性能的装置，其特征在于，包括放置待测材料的测量腔体、气体输送器、电源、热通量传感器以及温度采集显示器；所述测量腔体上设有送风口；所述气体输送器经所述送风口向所述测量腔体内输送温控气体，以将所述测量腔体内环境温度及所述待测材料加热或制冷到预设测量温度；所述电源，用于在所述测量腔体内环境温度达到预设测量温度后为所述待测材料加载周期性电压，以使所述待测材料产生热量或冷量；所述热通量传感器，贴附于所述待测材料的表面，用于采集所述待测材料表面的热通量并传送至所述温度采集显示器；所述温度采集显示器，用于根据所述热通量传感器采集的热通量得到所述待测材料的温变，进而获取所述待测材料的电卡性能。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测量腔体的一侧面为活动面板。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述测量腔体包括：外罩壳、内罩壳、设于所述内罩壳与所述外罩壳之间的保温层、固定在所述内罩壳上的吊架、设于所述吊架上用于放置所述待测材料的支架，以及用于压覆所述待测材料与所述热通量传感器的压板。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述吊架、支架、压板均采用工程塑料制成，所述保温层采用隔热材料制成。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热通量传感器与所述待测材料之间设有导热层。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体输送器包括：风机、第一过滤器、风管管道、换热器、第二过滤器、控...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海生，梁柱，陈建伟，张翔，
申请(专利权)人：奈申上海智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31