【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及科研及教学实验设备，具体涉及一种可以调控冻融作用的可视化实验平台。
技术介绍
1、随着冻融控制理论的发展，利用冻融作用下多孔结构中的水分发生相变和迁移使多孔结构产生冻胀、融沉、流变等一系列变形行为，从而实现破坏原组织结构的冻融技术正受到社会的关注。人们将冻融技术广泛应用于工农业生产和医学工程中，诸如岩石及冻土崩解破碎、可燃冰开采和医学冷冻消融术等。然而，多孔介质(如土壤、多孔材料等)冻融过程耦合了水分迁移、固液相变传热和多孔骨架变形等过程十分复杂，且孔隙尺度的微观机制研究尚处起步阶段，故利用可视化实验平台进行冻融作用下多孔介质表界面热湿迁移的机理研究，既可促进冻融技术的推广应用，对多孔介质传热传质理论的研究也有一定意义。
2、目前冻融作用下可视化实验平台常采用的实验方式为，设置一用于放置被观测样品的平台，将平台放置于实验区域内，而后对平台的温度进行调节(冻融作用包含冻结与融解两个过程，先冻结再融解，冻结过程对应降温调节，融解过程对应升温调节)，并通过高速摄像机、红外摄像机等对被检测物体的外形变化以及热量传递变化进行观察。针对冻结和融解过程，实验平台的温度进行调节的方法有多种，以液体作为热传递介质(酒精)的换热方法最为经济适用，但是目前该方法中换热结构主要为：将平台安装于一容器顶部，通过对容器内通入换热介质，利用热传递的方式对平台进行温度调节。但是此类换热结构内热传递介质不能够在容器内进行流动，热传导方式多为非稳态热传导，与平台接触的部分不能够保持恒定状态。平台设备升温/降温过程常产生/吸收大量热，冷源和
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种可以调控冻融作用的可视化实验平台，以解决现有技术下实验平台换热结构多为非稳态热传导方式，观测平台无法保持热稳定、测试精度差，介质表界面微观结构演变过程难以观测等问题。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种可以调控冻融作用的可视化实验平台，包括用于放置被观测物的载物平台、用于对载物平台进行加热的制热机构、用于对载物平台进行制冷的制冷机构以及用于推动载物平台在制冷机构和制热机构之间转换的推动机构，所述制热机构和制冷机构均包括第一导热板和设置于第一导热板下方的导流板，所述第一导热板边缘设置有向下延伸的安装环，所述导流板顶面设置有插入安装环内与安装环转动配合的第一连接凸台，于导流板和第一导热板之间形成换热腔，所述导流板中心开有第一通孔，所述导流板边缘开有多个第二通孔，所述导流板顶面设置有多个呈放射状设置的扰流板；所述导流板边缘设置有齿环，所述齿环啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮连接有第一驱动马达；还包括用于加热或制冷换热介质，并通过第一通孔向换热腔室内通入换热介质的供液组件。
4、本实施例中，所述供液组件包括用于容纳换热介质的恒温筒、用于对换热介质温度进行调节的调温筒和用于泵送换热介质的泵体，所述恒温筒设于导流板下方，所述导流板底面设置有插入恒温筒上端内与恒温筒转动配合的第二连接凸台；
5、所述泵体的出口连接有供液管，且通过供液管与第一通孔底部连通，所述泵体的进口通过管道连通于调温筒，所述恒温筒和调温筒之间设置有回流管，且通过回流管连通。
6、本实施例中，所述驱动齿轮两侧面均设置有向外凸出齿面的卡环，两个所述卡环之间构成卡合于齿环外的环形槽。
7、本实施例中，所述推动机构包括安装架和滑轨，所述安装架下端与载物平台连接，所述安装架上固定安装有第二驱动马达，所述驱动马达的输出轴上安装有用于在滑轨上行走的滚轮；
8、所述制冷机构和制热机构位于载物平台两侧，且制冷机构、制热机构和载物平台的连线与滑轨平行设置。
9、本实施例中，所述安装架上设置有用于对载物平台上所放置的被观测样品进行观察的观测组件。
10、本实施例中，所述载物平台包括台面和第二导热板，所述台面上开设有用于放置被观测样品的放置孔，所述第二导热板固定安装于台面的底面，且封闭于放置孔的下端，所述第二导热板底面与第一导热板顶面位于同一平面。
11、本实施例中，所述加热机构和制冷机构上方均设置有透明隔热罩，所述透明隔热罩沿滑轨延伸方向的两侧均设置有推板，所述推板上方设置有横梁，所述横梁与推板的两端之间均设置有支撑弹簧。
12、本实施例中，所述推板上设置有向台面一侧凸出，且与台面相抵的导向面。
13、本实施例中，所述横梁两端均设置有支撑柱，所述支撑柱贴靠于推板的向外一侧。
14、本实施例中，所述横梁底面和推板顶面分别设置有插入支撑弹簧上下两端的定位柱。
15、本专利技术的有益效果在于：
16、该一种可以调控冻融作用的可视化实验平台，通过于第一导热板和导流板之间构成换热腔室，该换热腔室的进口和出口分别设置于导流板的中部和边缘，换热介质将由供液组件进行温度调节之后由第一通孔进入换热腔室内，而后由第二通孔向外排出，使换热腔室内的液体介质温度始终保持恒定，换热腔室内由多个扰流板分割构成多个流道，且导流板通过第一驱动马达驱动呈转动状态，转动过程中多个流道也将呈转动状态，使换热介质与第一导热板的接触状态呈动态变化，能够促使换热介质在换热腔内流动，与平台接触部分介质表界面的温度场、应力场和水分迁移分布均匀、稳定，以达到换热腔内换热介质与初始温度保持恒定的目的，有利于与冻融相关的微观结构测试研究。同时，测试平台平板温度分布均匀，与平台接触部分介质表界面上各测点温度、水分迁移等物理演变过程差异较小，降低了实验结果出现偶然性的概率，测试精度也有所提高。
17、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究，对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种可以调控冻融作用的可视化实验平台，包括用于放置被观测物的载物平台、用于对载物平台进行加热的制热机构、用于对载物平台进行制冷的制冷机构以及用于推动载物平台在制冷机构和制热机构之间转换的推动机构，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述供液组件包括用于容纳换热介质的恒温筒、用于对换热介质温度进行调节的调温筒和用于泵送换热介质的泵体，所述恒温筒设于导流板下方，所述导流板底面设置有插入恒温筒上端内与恒温筒转动配合的第二连接凸台；
3.根据权利要求1所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述驱动齿轮两侧面均设置有向外凸出齿面的卡环，两个所述卡环之间构成卡合于齿环外的环形槽。
4.根据权利要求1至3任一项所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述推动机构包括安装架和滑轨，所述安装架下端与载物平台连接，所述安装架上固定安装有第二驱动马达，所述驱动马达的输出轴上安装有用于在滑轨上行走的滚轮；
5.根据权利要求4所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述
6.根据权利要求5所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述载物平台包括台面和第二导热板，所述台面上开设有用于放置被观测样品的放置孔，所述第二导热板固定安装于台面的底面，且封闭于放置孔的下端，所述第二导热板底面与第一导热板顶面位于同一平面。
7.根据权利要求6所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述加热机构和制冷机构上方均设置有透明隔热罩，所述透明隔热罩沿滑轨延伸方向的两侧均设置有推板，所述推板上方设置有横梁，所述横梁与推板的两端之间均设置有支撑弹簧。
8.根据权利要求7所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述推板上设置有向台面一侧凸出，且与台面相抵的导向面。
9.根据权利要求8所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述横梁两端均设置有支撑柱，所述支撑柱贴靠于推板的向外一侧。
10.根据权利要求9所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述横梁底面和推板顶面分别设置有插入支撑弹簧上下两端的定位柱。
...【技术特征摘要】
1.一种可以调控冻融作用的可视化实验平台，包括用于放置被观测物的载物平台、用于对载物平台进行加热的制热机构、用于对载物平台进行制冷的制冷机构以及用于推动载物平台在制冷机构和制热机构之间转换的推动机构，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述供液组件包括用于容纳换热介质的恒温筒、用于对换热介质温度进行调节的调温筒和用于泵送换热介质的泵体，所述恒温筒设于导流板下方，所述导流板底面设置有插入恒温筒上端内与恒温筒转动配合的第二连接凸台；
3.根据权利要求1所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述驱动齿轮两侧面均设置有向外凸出齿面的卡环，两个所述卡环之间构成卡合于齿环外的环形槽。
4.根据权利要求1至3任一项所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述推动机构包括安装架和滑轨，所述安装架下端与载物平台连接，所述安装架上固定安装有第二驱动马达，所述驱动马达的输出轴上安装有用于在滑轨上行走的滚轮；
5.根据权利要求4所述的可以调控冻融作用的可视化实验平台，其特征在于：所述安装架上...
【专利技术属性】
技术研发人员：周波，姜珺宁，薛竣之，钱飞跃，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：
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