[发明专利]防护热流计法导热系数自动测定仪及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防护热流计法导热系数测定仪，特别是一种防护热流计法导热系数自动测定仪及检测方法。

背景技术

导热系数是用来衡量绝热材料与保温材料的导热特性和保温性能的重要参数，它是衡量和鉴别材料散热和隔热能力的关键指标。绝热材料和保温材料应用于各行各业，比如建筑、冶金、军工、航空航天等，其性能的高低是由材料本身的导热系数大小决定的。所以作为衡量绝热材料和保温材料性能的重要参数—导热系数的精确测量对于现代化生产具有重要现实意义。

导热系数测定方法主要分为瞬态法和稳态法，作为稳态法当中的一种方法防护热流计法具有测量范围的大，能够测量薄膜材料、小试样材料的特点，实现对大导热系数材料的测量，这对于科学研究和生产实践具有很重要的参考价值。

现阶段处于领先地位的基于热流计法的导热仪主要是外国产品，同时就国内的相关产品的发展现状而言，技术远不成熟，而且可靠性差。热流传感器不能够承受很大的压力，且现阶段热流传感器是用导热硅胶粘附在冷板之上，若粘附不紧，会被热板或者试件带离原位置，由于热流传感器比热板或者冷板尺寸小，当热流传感器与周围填充材料导热系数有差距的时候，热流在向下传递过程中，热流线会发生偏移，因而造成接触热阻的产生，热流传感器测出的热流密度会偏离理论的平均热流密度，而且现阶段热保护炉和热板需要用手动升降，操作繁琐，设备自动化程度低。因此设计一种带保护热流传感器功能的高精度防护热流计法导热系数自动化测定仪具有重要的价值。

发明内容

针对现有技术结构上不足，本发明的目的是提供一种防护热流计法导热系数自动测定仪及检测方法，以达到实现热流传感器的合理安装并保护热流传感器的目的，防止被压损或被带离原位置；并采用标定方法减小由于接触热阻和热流线偏移而造成的导热系数测量误差，提高导热系数测量精度；同时进一步提高测定仪的自动化程度，实现测试栈体的热板和热保护炉的自动升降，减少人工操作，提高对保温和绝热材料的导热系数的测量精度和仪器测量的重复可靠性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种防护热流计法导热系数自动测定仪，其中：该测定仪包括控制单元和仪器单元，仪器单元包括有支架结构，所述支架结构内安装有测试栈体，测试栈体包括热板、冷板、热保护炉，其中冷板固定于冷板固定座上，热板固定在热板固定座上，热保护炉围在热板和冷板的外周设置；其特征是：在所述支架结构的上方安装有气动装置，气动装置的气缸、活塞杆与连杆上端依次相连，连杆下端与测试栈体的热板固定座和热保护炉相连，在测试栈体的冷板外的支撑套的下端面上设有热流传感器，在热流传感器周围填充导热材料；所述热流传感器所得到的电信号传送到控制单元上进行分析控制，所述控制单元与气动装置相连，对气动装置的气缸的活塞杆运动进行控制。

同时还提供一种防护热流计法导热系数自动测定仪的检测方法。

本发明的效果是该测定仪保护热流传感器，避免热流传感器被压损或被热板或试件带离原位置，减小由于热流传感器安装而造成的导热系数测量误差，提高导热系数测量精度，同时实现测定仪的自动化操作，避免手动操作的繁琐，实现自动化操作和测量，提高仪器的重复性和自动化程度，而且结构简单，操作易学，即使没有操作经验的人员也可以迅速的掌握操作方法，有利于测定仪的推广。

附图说明

图1为本发明的测定仪机械结构示意图；

图2为本发明的测定仪机械结构对试件检测状态示意图；

图3为本发明的热流传感器安装的侧视示意图；

图4为本发明的测定仪气动控制框图；

图5为本发明的测定仪电气控制框图。

图中：

1、气缸 2、气缸支撑架 3、支撑框架 4、热保护炉5、热板固定座 6、热流传感器 7、冷板 8、冷板固定座9、热保护炉垫 10、活塞杆 11、螺母 12、连杆 13、万向节14、热板 15、测试试件 16、上支撑套 17、下支撑套 18、基座19、电动机 20、气压泵 21、高压气缸 22、换向阀 23、调节阀24、填充材料

具体实施方式

结合附图对本发明的防护热流计法导热系数自动测定仪及检测方法做进一步说明。

本发明的防护热流计法导热系数自动测定仪采用的是一维稳态方法中的防护热流计法，根据傅里叶一维稳态热传导模型，通过测量热流密度、试样两侧温差和试样厚度计算材料的导热系数。基本计算方法如下：