一种可控温的冻土导热系数测定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可控温的冻土导热系数测定装置。其结构组成为两层有机玻璃筒构成的保温外罩，上、下恒温冷浴盘控温装置，筒内放置待测土样，土样内部放置温度传感器，待土样内部温度达到恒定和均匀状态后，打开上恒温冷浴盘，通过导热系数快速测定仪（热线法）测定土样导热系数。测定结束后，将土样取出，拆除装置其余各部零件。本装置控温精确，保温严密，并可使土样表面满足测试平整性要求，从而有效减小测定误差，快速测定土样导热系数。测试过程操作简单，装置方便安拆，很精准地测定了特定温度下冻土的导热系数。

A temperature controlled thermal conductivity measuring device for permafrost

The utility model discloses a temperature controlled thermal conductivity measuring device for frozen soil. The structure is composed of insulating cover two layer organic glass cylinder, upper and lower temperature cold bath temperature control device, cylinder is placed in the soil samples to be measured, the soil temperature sensor to be placed inside, the internal temperature of soil samples reached a constant and uniform state, open the cold bath, rapid determination instrument through heat conduction coefficient (hot wire method) determination of soil thermal conductivity. After the test is finished, the soil sample is removed and the rest parts of the device are dismantled. The device is precise in temperature control and tight in insulation. It can make the surface of the soil meet the requirement of test smoothness, so as to effectively reduce the measurement error and quickly measure the thermal conductivity of the soil sample. The test process is easy to operate, the device is convenient to dismantle, and the thermal conductivity of the permafrost under the specific temperature is measured accurately.

【技术实现步骤摘要】
一种可控温的冻土导热系数测定装置
本技术涉及一种可控温的冻土导热系数测定装置，利用该装置可以完成特定温度条件下冻土试样的导热系数测定。
技术介绍
同一种物质的导热系数会随着温度的改变而不同，因此，导热系数是物质温度的函数。由于物质温度的高低直接反映物质分子的密集程度和热运动的强弱程度，故物质的导热系数与温度密切相关。这就要求在对试验土样测定导热系数的过程中，需精确控制土样温度，并保持土样内部温度的稳定性及均匀性，为此，研制一种可控温的冻土导热系数测定装置。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是一种可控温的冻土导热系数测定装置，其可以完成特定温度条件下冻土试样导热系数的测定，满足试验要求。为解决上述技术问题，本技术专利的技术方案是：一种可控温的冻土导热系数测定装置，其关键技术在于：其包括内有机玻璃筒、设于内有机玻璃筒外部的外有机玻璃筒、设于内有机玻璃筒上部的上恒温冷浴盘和设于内有机玻璃筒下部的下恒温冷浴盘以及用于安装下恒温冷浴盘的金属支架，所述内有机玻璃筒和外有机玻璃筒两者之间真空封闭，形成能够保温的套筒；所述下恒温冷浴盘上面放置待测土样，所述待测土样上表面放置有热线法测定导热系数探头，所述待测土样内埋设有温度传感器；所述上恒温冷浴盘上设有上恒温冷浴盘循环浴液进口和上恒温冷浴盘循环浴液出口，所述下恒温冷浴盘上设有下恒温冷浴盘循环浴液进口和下恒温冷浴盘循环浴液出口。进一步的改进，所述上恒温冷浴盘上设有温度传感器进口和顶板把手。进一步的改进，所述外有机玻璃筒外部设置有起到整体支撑作用的金属支撑。优选的，在上恒温冷浴盘上刨有供恒温浴液循环的刻槽，所述上恒温冷浴盘循环浴液进口和上恒温冷浴盘循环浴液出口对接于上恒温冷浴盘上的槽口。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、该装置采用上、下恒温冷浴盘控温，上恒温冷浴盘与下恒温冷浴盘材质均为传热较好的金属热传导板，内部均刨有冷浴液循环槽，通过与外接恒温浴试验机的连接，能够快速、准确的将土样温度控制在特定值上，操作简便，准确有效。2、本技术采用内、外有机玻璃桶保温，温度传感器测温。通过控温、保温、测温部件的配合，实现了待测土样内部温度的稳定、均匀分布，极大提升了不同温度下冻土导热系数测定的精确性。3、采用本技术，土样表面经过上恒温冷浴盘的温度恒定后，产生冻胀的同时保证其表面平整，达到了热线法对于导热系数测定的基本要求，可以快速的进行土样导热系数的测定。4、本技术实现了测定土样导热系数的过程中对于土样温度的可控性，可调温度范围大（-20℃至20℃），控温精度高（0.1℃），满足了室内试验测定冻土导热系数在特定温度条件下的试验要求，使用效果良好。附图说明图1为本技术装置示意图；图2为某土样导热系数测定工作图。具体实施方式为使本技术的上述目的，特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本技术实施例中的附图和具体实施方式，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参见附图1和附图2，本技术包括内有机玻璃筒1、外有机玻璃筒2、顶板把手3、上恒温冷浴盘4、上恒温冷浴盘循环浴液进口7、上恒温冷浴盘循环浴液出口8、下恒温冷浴盘6、下恒温冷浴盘循环浴液进口10、下恒温冷浴盘循环浴液出口11、金属支架12、金属支撑13、温度传感器进口14和温度传感器15。内有机玻璃筒1采用厚度为1cm的有机玻璃板，制成高35cm，内径20cm的筒。外有机玻璃筒2采用厚度为1cm的有机玻璃板，高度35cm，内径25cm。内有机玻璃筒1置于外有机玻璃筒2之内，两层有机玻璃筒抽真空密封，形成保温套筒。套筒底部与下恒温冷浴盘6固定连接，置于金属支架12之上，下恒温冷浴盘6的下部设有下恒温冷浴盘循环浴液进口10及下恒温冷浴盘循环浴液出口11，与外接恒温冷浴试验机连接，由外接恒温冷浴试验机提供恒温。待测土样5置于内有机玻璃筒1内、下恒温冷浴盘6之上，与下恒温冷浴盘6紧贴，使土样到达恒温稳定阶段，上恒温冷浴盘也应与土样紧密接触，这能够使土样在冻胀的同时，保证其表面平整。上恒温冷浴盘4置于土样表面，高度可调。在使土样温度恒定阶段，还需使土样与上恒温冷浴盘4紧贴。在测定土样导热系数阶段，取走上恒温冷浴盘4，将热线法测定导热系数探头9置于土样之上，通过加热线连接外接快速导热系数测定仪，测定土样导热系数。导热系数测定探头9与快速导热系数测定仪16连接。上恒温冷浴盘4采用热传导性较好的金属材料，其上刨有冷浴液循环槽，槽口分别与上恒温冷浴盘循环浴液进口7及上恒温冷浴盘循环浴液出口8对接，上恒温冷浴盘4上安装顶板把手3，方便拿取试样及测定导热系数。上恒温冷浴盘也分别通过上恒温冷浴盘循环液进口及上恒温冷浴盘循环液出口与外接恒温冷浴试验机连接，为土样提供特定温度。在内有机玻璃筒1内测定待测土样5的导热系数时，置有温度传感器探头15，并置于待测土样5中部。所述下恒温冷浴盘6上也刨有供恒温浴液循环的刻槽。参见附图2，采用该装置测定土样导热系数的具体过程如下：采用QTM-500型号快速导热系数测定仪进行试验，在内有机玻璃筒1内放置待测土样5，使待测土样5与上恒温冷浴盘4及下恒温冷浴盘6紧密接触，待温度传感器15显示土样内部恒温稳定，进入测定土样导热系数阶段，取走上恒温冷浴盘4，仍然使待测土样5与下恒温冷浴盘6紧密接触。具体连接情况见图2：装置的上恒温冷浴盘循环浴液进口7和下恒温冷浴盘循环浴液进口10与外接恒温浴试验机出口18连接；上恒温冷浴盘循环浴液出口8和下恒温冷浴盘循环浴液出口11与外接恒温浴试验机进口17连接；加热线19将热线法测定导热系数探头9与快速导热系数测定仪16连接；温度传感器15与温度采集器20连接。本技术控温精确，保温严密，并可使土样表面满足测试平整性要求，从而有效减小测定误差，快速测定土样导热系数。测试过程操作简单，装置方便安拆，很精准地测定了特定温度下冻土的导热系数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控温的冻土导热系数测定装置，其特征在于：其包括内有机玻璃筒（1）、设于内有机玻璃筒（1）外部的外有机玻璃筒（2）、设于内有机玻璃筒（1）上部的上恒温冷浴盘（4）和设于内有机玻璃筒（1）和外有机玻璃筒（2）下部的下恒温冷浴盘（6）以及用于安装下恒温冷浴盘（6）的金属支架（12），所述内有机玻璃筒（1）和外有机玻璃筒（2）两者之间真空封闭，形成能够保温的套筒；所述下恒温冷浴盘（6）上面放置待测土样，所述待测土样上表面设置有热线法测定导热系数探头（9），所述待测土样内埋设有温度传感器（15）；所述上恒温冷浴盘（4）上设有上恒温冷浴盘循环浴液进口（7）和上恒温冷浴盘循环浴液出口（8），所述下恒温冷浴盘（6）上设有下恒温冷浴盘循环浴液进口（10）和下恒温冷浴盘循环浴液出口（11）。

【技术特征摘要】
1.一种可控温的冻土导热系数测定装置，其特征在于：其包括内有机玻璃筒（1）、设于内有机玻璃筒（1）外部的外有机玻璃筒（2）、设于内有机玻璃筒（1）上部的上恒温冷浴盘（4）和设于内有机玻璃筒（1）和外有机玻璃筒（2）下部的下恒温冷浴盘（6）以及用于安装下恒温冷浴盘（6）的金属支架（12），所述内有机玻璃筒（1）和外有机玻璃筒（2）两者之间真空封闭，形成能够保温的套筒；所述下恒温冷浴盘（6）上面放置待测土样，所述待测土样上表面设置有热线法测定导热系数探头（9），所述待测土样内埋设有温度传感器（15）；所述上恒温冷浴盘（4）上设有上恒温冷浴盘循环浴液进口（7）和上恒温冷浴盘循环浴液出口（8），所述下恒温冷浴盘（6...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍珊，王天亮，李晓康，岳祖润，郭卓豪，闫晓建，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：新型
国别省市：河北,13