防护热板法导热系数测定仪制造技术

一种防护热板法导热系数测定仪，主要部件为：主体部分、冷源测控系统、热源测控系统、智能测量仪、计算机传输、半导体制冷电源及稳压电源。主体部分由热板、冷板、试件压紧系统组成，热板由背护热板、主加热板、护加热板组成，主热板由主加热器和金属均热板组成，护加热板由护加热器和金属均热板组成，冷板是由铝板、半导体制冷器、冷却水系统组成，提供背护热板的热源及冷板的冷源，是由二套结构相同的精密恒温水槽组成，其由制冷回路、水槽、水泵、搅拌、加热控温系统、水温显示器等组成，半导体制冷电源独立于主体部分、冷源测控系统和热源测控系统之外，从而提高了导热系数测定仪的测量精度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种导热系数测定仪，尤其涉及一种防护热板法导热系数测定 仪。
技术介绍
导热系数是保温材料热物理性能之一，是鉴别材料保温性能好坏的重要指标。近 几年来，国家对建筑节能越来越重视。而精确地测量保温材料导热系数对正确使用建筑保 温材料及节约建筑物的使用能耗起着关键作用。因此，准确测定该参数显得尤为重要。测定建筑材料导热系数的方法可分为两大类稳态法和非稳态法。两类方法的各 种形式都各有特点和适用条件，不同材料根据自身的特性和使用条件，可选用不同的方法 测定。根据稳态导热原理建立起来的方法，在国内外已很成熟。80年代末，我国已参照国际 标准制定了一系列国家标准。防护热板法导热系数测定仪也正式投入生产。然而，现今国 内生产的仪器不能达到国家标准所提出的指标及测量范围。而进口一台防护热板法导热系 数测定仪价格又过于昂贵。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种防护热板法导热系数测定仪，可以用简 单的结构和方法高精度的测定导热系数。为解决上述技术问题，本技术的防护热板法导热系数测定仪的主要部件为 主体部分、冷源测控系统、热源测控系统、智能测量仪、计算机传输、半导体制冷电源及稳压 电源。主体部分由热板、冷板、试件压紧系统组成，热板由背护热板、主加热板、护加热板组 成，主热板由主加热器和金属均热板组成，护加热板由护加热器和金属均热板组成，冷板是 由铝板、半导体制冷器、冷却水系统组成，提供背护热板的热源及冷板的冷源，是由二套结 构相同的精密恒温水槽组成，恒温水槽由制冷回路、水槽、水泵、搅拌系统、加热控温系统、 水温显示器等组成；半导体制冷电源独立于主体部分、冷源测控系统和热源测控系统之外。作为上述防护热板法导热系数测定仪的一种优选，所述冷却水系统主要包含一 套恒温水槽，由恒温水槽提供稳定的冷却水流，当测试需要冷板温度设定在5°C以上时，直 接通过恒温水槽温度的调节实现对冷板的温度控制；当测试需要冷板温度设定在5°C以下 时，用半导体制冷器来控制冷板温度，此时所述水槽起到对半导体制冷器冷却作用。作为所述导热系数测定仪的其他优选方式，待测试样制作成300mmX 300mm，厚度 大于15mm，小于50mm，试样热阻彡0. Im2 · k/w;热板、冷板尺寸为300mmX300mm ；背护热 板采用40mm厚的铝板加工制成，背护热板由精密恒温水槽提供稳定热源，温度稳定度优于 士0. 005°C，恒温水进出采用螺旋形逆向流动的液体槽板；金属均热板采用黄铜板制作并进 行涂黑处理，其辐射率大于0.8 ；主、护均热板的平整度为0. 04mm，不平整度小于0. 025% ； 主、护加热器采用0. Imm厚的鍊铜箔腐蚀而成，采用半固化板绝缘；冷板板面进行氧化处 理，板面的平整度为0. 04mm,不平整度小于0. 025% ；冷、热板温度测量采用8个PtIOOO钼电阻传感器，热板6个，冷板2个，除了选择高端PtIOOO钼电阻传感器之外，还把备选的PtIOOO 钼电阻用高精度的恒温油槽严格筛选，其中油槽的温度分辨率达到0. 0001度。在测试元件精度水平不高的条件下，电路电流(包括控制电路)对仪器的总体精 度影响很小，但是在提高仪器温度测试的过程中，温度和功率测试的精度越高电路电流对 导热仪的整体精度影响越大。特别是在整个导热系数测定仪中，制冷单元功率是最大的，它 的运行对仪器的精度有着致命的影响。因此为了减少制冷单元电路对测试元器件的影响， 本技术把制冷单元独立划分出来，为提高导热系数测定仪的精度提供了一个很好的解 决办法。用所述导热系数测定仪对几个不同材质的保温材料进行了实测工作，得到的实验 数据重复性比较好，实验结果达到了国家标准所提出的指标及测量范围，说明仪器的制造 水平能够达到实际应用的要求，检测的流程也是合理的。实验结果表明，该导热系数测定仪 具有推广应用的价值。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。附图说明图1为防护热板法导热系数测定仪结构示意图。图2为冷源结构示意图。具体实施方式如图1所示，导热系数测定仪主要由主体部分、冷源测控系统1、热源测控系统2、 智能测量仪3、计算机传输4、半导体制冷电源5及稳压电源6等部件。(1)主体部分由热板7、冷板8、试件压紧系统组成。热板7和冷板8是仪器的硬件 核心部分，主要目的是使检测所必需的时间和空间达到稳定状态，并使热板及冷板结构合 理，制造工艺精密与可靠，这对仪器性能的影响很大。热板、冷板尺寸为300mmX300mm。热板7由背护热板、主加热板、护加热板组成。背护热板采用40mm厚的铝板加工 制成，再由精密恒温水槽提供稳定热源，要求温度稳定度优于士0. 005°C，恒温水进出采用 螺旋形逆向流动的液体槽板，这种设计可使板面的温度均勻性达到较好的效果。背护热板 的热源及冷源由两套精密恒温水槽组成。主热板由主加热器和金属均热板组成，护加热板由护加热器和金属均热板组成。 主、护热板的大小与被测试件厚度成一定比例关系，并且还与边缘热损失Ee和不平衡误差 Eg有关，因此，设计主护热板时必须综合考虑，使误差Ee和不平衡误差之和E = Ee+Eg最小。 有关这方面的问题，国内外已做过大量工作，为此本仪器根据GB 10294推荐的尺寸进行设 计。均热板采用黄铜板制作并进行涂黑处理，其辐射率大于0.8。主、护均热板的平整度为 0. 04mm,不平整度小于0. 025 %。主、护加热器采用0. Imm厚的鍊铜箔腐蚀而成，采用半固化板绝缘，这种工艺既保 证均热板和加热器之间有良好的电绝缘又有较好的热接触。主、护热板的加热器由智能测 量仪来控制，跟踪背护热板的温度，使三块板的温度保持一致，温度差值可控在士ο. oorc 内。冷板8是由铝板、半导体制冷器、冷却水系统组成。板面进行氧化处理，板面的平整度为0. 04mm,不平整度小于0. 025%。冷却水系统主要包含另一套恒温水槽，由恒温水槽 提供稳定的冷却水流。当测试需要冷板温度设定在5°C以上时，直接通过恒温水槽温度的调 节就可以实现对冷板的温度控制；当测试需要冷板温度设定在5°C以下时，用半导体制冷 器来控制冷板温度，此时水槽起到对半导体制冷器冷却作用。为适应不同厚度试样的测量，冷板在工作台上可移动，冷侧装有压紧装置，以保证 冷、热板与试样的紧密接触。试样的厚度应< 50mm。冷、热板温度测量采用PtIOOO钼电阻传感器，共8个。热板6个、冷板2个，在温 度传感器的使用方面，除了选择高端PtIOOO钼电阻传感器之外，还把备选的PtIOOO钼电阻 用高精度的恒温油槽严格筛选，其中油槽的温度分辨率达到0.0001度。(2)冷、热源测控系统提供背护热板的热源及冷板的冷源，是由二套结构相同的精密恒温水槽组成。其 一套的结构示意图如图2所示它是由制冷回路、水槽9、水泵10、搅拌系统11、加热控温系统12、水温显示器13等组成。温度的设定和控制都由控温系统来完成，打开总电源开关，热源的控温仪表即起 动，仪表闪动“888888”数秒后，出现的数值为热源水槽内的温度，若不进行新的设定，仪表 默认上一次的设定并开始控温。冷板的冷源是由二套测控系统来给定的。当冷板温度控在5°C以上，直接由冷却水 槽，提供一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防护热板法导热系数测定仪，其特征在于：包括主体部分、冷源测控系统、热源测控系统、智能测量仪、计算机传输、半导体制冷电源及稳压电源，主体部分由热板、冷板、试件压紧系统组成；热板由背护热板、主加热板、护加热板组成；主热板由主加热器和金属均热板组成，护加热板由护加热器和金属均热板组成；冷板是由铝板、半导体制冷器、冷却水系统组成；提供背护热板的热源及冷板的冷源，是由二套结构相同的精密恒温水槽组成，恒温水槽由制冷回路、水槽、水泵、搅拌系统、加热控温系统、水温显示器等组成；半导体制冷电源独立于主体部分、冷源测控系统和热源测控系统之外。

【技术特征摘要】
一种防护热板法导热系数测定仪，其特征在于包括主体部分、冷源测控系统、热源测控系统、智能测量仪、计算机传输、半导体制冷电源及稳压电源，主体部分由热板、冷板、试件压紧系统组成；热板由背护热板、主加热板、护加热板组成；主热板由主加热器和金属均热板组成，护加热板由护加热器和金属均热板组成；冷板是由铝板、半导体制冷器、冷却水系统组成；提供背护热板的热源及冷板的冷源，是由二套结构相同的精密恒温水槽组成，恒温水槽由制冷回路、水槽、水泵、搅拌系统、加热控温系统、水温显示器等组成；半导体制冷电源独立于主体部分、冷源测控系统和热源测控系统之外。2.如权利要求1所述的导热系数测定仪，其特征在于，所述冷却水系统包含了一套恒 温水槽，由恒温水槽提供稳定的冷却水流，当测试需要冷板温度设定在5°C以上时，直接通 过恒温水槽温度的调节实现对冷板的温度控制；当测试需要冷板温度设定在5°C以下时， 用半导体制冷器来控制冷板温度，此时恒温水槽起到对半导体制冷器冷却作用。3.如权利要求1或2所述的导热系数测定仪，其特征在于，待测试样制作成 300mmX 300mm，厚度大于15mm，小于50mm，试样热阻彡0. Im2 · k/w。4.如权利要求3所述的导热系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玉忠，周辉，
申请(专利权)人：中国建筑科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]