一种恒温水槽的升降式导热系数测试仪器制造技术

本发明专利技术公开了一种恒温水槽的升降式导热系数测试仪器，目的在于采用自动升降装置能使试验时取放方便，采用恒温水槽的方式可以更加方便控制试验过程中冷板和热板之间的温度差，进一步保证热流均匀在试件中均匀的传递，通过对冷板的核心部分的进出水口的流量及温度进行测量，从而求得由水带走的热量，从而计算导热系数时用于试件一维稳态的功率更准确，使得测试的结果更准确，并提高仪器的自动化。为了进一步使得测量的结果能够更好的先生，还利用LABVIEW设置美观的可视化界面。该测试仪器能够精确测定试件的导热系数，而且测试仪器简单，操作方便。操作方便。操作方便。

【技术实现步骤摘要】
一种恒温水槽的升降式导热系数测试仪器


[0001]本专利技术涉及材料的导热系数测试仪器领域，具体为一种恒温水槽的升降式导热系数测试仪器。

技术介绍

[0002]导热系数是导热材料性能的关键参数，是指在稳定传热条件下，在一定时间内，通过材料单位面积传递的热量。一般而言，导热系数越高则性能越好，因此，为了得到材料的各项性能参数以准确定位材料的具体用途，对材料的导热系数测定十分重要。
[0003]目前，导热系数的获取有理论法和试验法。理论法获取导热系数主要是通过分析材料的各组成成分及比例，建立的导热系数的预估模型来进行获得。试验法获取导热系数主要是通过导热原理搭建实验平台进行试验测得。材料导热系数的获取主要是通过导热原理搭建实验平台进行试验测得，测试过程中，由于冷板的温度变化不稳定，从而不能准确的研究材料在高温条件下的导热系数，在测试时散热的情况不可避免，但不能准确的计算散失的热量，从而使得测试结果精确度不高。并且在测定过程中试件更换只能通过手动抬起压板，自动化程度不高。
[0004]针对现有的技术问题，迫切需要设计一种自动化程度高，保持冷板温度稳定，能减少试验散热的问题，使得能够在高温条件下能准确检测材料的导热系数的测试仪器。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种恒温水槽的升降式导热系数测试仪器，通过恒温水槽来保证冷板温度恒定，通过计算试验过程散失的热量及自动抬起压板，从而提高测试精度及自动化程度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案包括丝杠、压板、压力传感器、保温绝缘层、冷板、硅胶片、试件、加热板、防护热板、背板、升降装置、测控装置、电机、恒温水槽、电源板、万向轮、支撑柱、支撑柱上有夹紧机构等。
[0007]优选的，所述拉丝杠、压板、压力传感器，用来对试验过程的试件施压，并进行检测试件所受的压力。
[0008]优选的是，保温绝缘层采用的是硅酸陶瓷纤维制作，具有持久保温隔热耐火的效果，能够更好的减少试验过程中热量的损失。
[0009]优选的，所述冷板由铜制作的均热板和内部有回字形的凹槽的铝合金板制作，两侧都设置了具有螺纹的接头。采用铜制作的铜板放在试件的一侧能够更好的保证温度的均匀性和导热效果，采用回字形的凹槽的铝合金板，能够使水流量带走更多的热量，从而保证冷板温度的均匀性。并通过对由热板中散失的水的热量进行计算，从而得到热板加热消耗的能量，使得在导热系数计算过程中发功率更加准确，提高了数据的准确度。
[0010]优选的，所述试件的上下表面都贴上导热硅胶片，导热硅胶片自带粘性，能很好沾贴在试件上，并能填补试件上下表面的不平，从而保证试件与热板和冷板的接触。还具有高
电气绝缘和良好的耐温性，能够满足试验要求。
[0011]优选的，所述热板和护板都是均匀的正方体，通过连接成一个整体处于同一平面，护板和热板之间存在间隙，采用隔热材料进行隔热，以减少热量的损失。热板和护板内部嵌有回字形的电阻丝，从而保证了护板和热板的均匀性。
[0012]优选的，所述背板采用铝板制作，内部有回字的电阻丝，保证背板受热均匀，从而起到减少热板的下边面热量的散失。
[0013]优选的，所述升降装置采用电动装置来进行驱动，当需要更换试件时，把上端的夹紧装置扳下，再按开关即可使升降装置下降，从而完成更换试件。
[0014]优选的，所述测控装置有数据测量装置和控制装置组成，其温度的测量采用K型热电偶线进行测量，由NI9213、NI3263数据采集模块和机箱NI9189进行采集，再利用LABVIEW编写的软件进行数据的控制和储存，能够高效的提高了测试的自动化程度。
[0015]优选的，所述恒温水槽主要由进水阀、排水阀、温度控制系统、压缩机、搅拌器及保温装置组成。恒温水槽的控制系统采用AT89C51单片机，，使用闭环控制，用接触式传感器DS18B20检测温度，成本低廉，体积小，质量轻，控制精准稳定。恒温水槽排水阀的温度能保证恒温，进一步保证了流入冷板温度的均匀性。
[0016]优选的，所述万向轮是聚氨酯脚轮，采用双轴承，具有耐磨静、承重力强等功能，对称布置四个，能够保证试验装置移动的方便性。
[0017]优选的，所述外壳采用透明的耐高温的亚克力板，即能起到与外界温度隔绝的作用，还能时刻看到试验过程。本专利技术的有益效果是
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该恒温水槽的升降式导热系数测试仪器，可以让试验者更换试件更方便，大大提高了机器的自动化水平，测试精度；采用恒温水槽对冷板供水，在研究温度对材料导热系数的影响时，能保证热板和冷板的温度梯度；通过在冷板的核心部分进水口设置流量计探头和温度传感器，能够计算出由水带走的热量，从而在计算导热系数时的功率更精准确，使得导热系数测量的精度得到大大提高。
附图说明
[0019]图1为本专利技术正面结构示意图；
[0020]图2为本专利技术带外壳正面结构示意图；
[0021]图3为本专利技术冷板剖面结构示意图；
[0022]图4为本专利技术热板及护板剖面结构示意图。
[0023]图5为本专利技术背板剖面结构示意图
[0024]图6为本专利技术夹紧结构示意图
[0025]图7为本专利技术恒温水槽结构示意图
[0026]图8为本专利技术恒温水槽控制系统系统框图
[0027]图中：1、丝杠，2、上横板，3、压板，4、固定螺丝，5、冷板，6、冷板进水口，7、试件，8、观测板，9、护热板，10、保温绝缘层，11、背板，12、连接轴，13、电机，14、电机支撑座，15、恒温水槽出水口，16、电源装置，17、底座，18、万向轮，19、恒温水槽进水口，20、升降平台底板，21、测控装置，22、中间螺杆，23、升降机构，24、升降机构上平板，25保温绝缘层，26、保温绝缘层，27、硅胶片，28、冷板出水口，29、夹紧机构，30、压力传感器，31、支撑柱，32、固定螺丝，
33、PC机，34、外壳，36、中心冷板进水口温度传感器，37、中心冷板出水口温度传感器，38、中心冷板出水口，39、冷板出水口，40、中心冷板出水口流量计探头，41、中间保温绝缘层，42、中心冷板进水口流量计探头，43、中心冷板进水口，44加热电阻丝，45、护板，46、热板，47、保温绝缘层，48、进水阀，49、搅拌器，50、压缩机，51、加热管，52、排水阀，53、温度传感器，54、显示面板，55、保温层填充，56、恒温水槽。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]请参阅图1
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7，本专利技术提供一种技术方案：一种恒温水槽的升降式导热系数测试仪器，包括1、丝杠，2、上横板，3、压板，4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种恒温水槽的升降式导热系数测试仪器，其特征在于：通过丝杆1与上横板2，压板3，压力传感器30，固定螺丝4相连，通过旋转丝杆1对冷板5施加压力，再通过压力传感器30读出。2.根据权利要求1所述的一种恒温水槽的升降式导热系数测试仪器，其特征在于，所述冷板5，中间为冷板的核心部分，四周的冷板采用回字形，由铜制作的均热板和内部有回字形的凹槽的铝合金板制作，冷板5的中间部分，内部设有回字形螺旋槽，在靠近支撑柱的两侧都设有螺纹孔，用来与夹紧装置连接，所述夹紧机构29一端采用卡环的形式固定在两支撑柱31上，当需要进行更换试件时，把夹紧机构29按下去，即起到固定的作用。另外两侧都设置螺纹接头，在接头的两端都分设有流量计探头40和温度传感器探头36，用来检测流入中心冷板水的流量和温度，从而计算出由水带走的热量即为用于加热的热量，从而进一步提高导热系数测试值的准确度。采用的流量计为多普勒超声波流量计。3.根据权利要求1所述的一种恒温水槽的升降式导热系数测试仪器，其特征在于：所述硅胶片27是高导热性材料，通过自身的轻微自粘性与护热板9和冷板5进行贴合。4.根据权利要求1所述的一种恒温水槽的升降式导热系数测试仪器，其特征在于，所述热板46为一个100*100mm的正方形板，其内部有回字型的电阻丝，四周为8块内部都有迷宫式电阻丝的护板45。护板45和热板46之间存在间歇，采用保温绝缘层47进行隔热，其热板46和护板45通过绝缘耐高温的非金属材料连接为一个整体。5.根据权利要求1所述的一种恒温水槽的升降式导热系数测试仪器，其特征在于，所述保温绝缘层10，25分别位于背板11的上下表面，保温绝缘层26把加热的主体部分围住，具有持久保温隔热耐火的效果和...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾海荣，欧谊，李金平，靳浩伟，罗佳，郭项伟，赵宇航，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：