[发明专利]一种基于瞬态平面热源法测量液体导热系数的恒温热浴装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种恒温热浴装置。

背景技术

现有的材料导热物性参数测量方法大致可分为瞬态法和稳态法，瞬态法由于其便捷的实验操作以及实验的快速性，得到了大量科研团体的青睐。瞬态平面热源法是一种典型的瞬态测量法，由于操作简单、测量精度高而得到了广泛应用，但该方法需要准确确定被测对象及探头的温度。目前，采用瞬态平面热源法测量液体的导热系数的研究相对较少，通常配备的液体池只能开展常温确定状态下的测量，缺乏高温液体池控温装置。常规的恒温热浴装置通常基于热平衡的原理，采用水浴或油浴的方式进行温控，对被测对象的加热时间缺乏量化的标准，并且由于采用瞬态平面热源法测量液体导热系数时，假设加热过程为半无限大平板加热模型，对液体容器有密封要求。常规温控方式难以准确测量被测液体或探头处的温度，限制了常规恒温热浴装置的使用。

瞬态平面热源法需要准确确定被测对象及探头的在开始测量前的初始温度，要求开始测量前液体样品已与周围环境达到热平衡，样品处于设定的初始温度，且温度分布均匀。常规的测量无法确定样品是否已经达到设定的初始温度，而且增加了等待时间，增加了试验周期。

发明内容

本发明的目的是要解决现有恒温热浴装置通常基于热平衡的原理，对被测对象的加热时间缺乏量化的标准，难以判断待测液体是否与周围环境达到热平衡，达到设定的初始温度的问题，而提供一种基于瞬态平面热源法测量液体导热系数的恒温热浴装置。

一种基于瞬态平面热源法测量液体导热系数的恒温热浴装置包括计算机、第一液体注射器、第一液体输入管道、第一金属块、探头、第一液体输出管道、液态工质、第三金属块、热浴锅、片状热电偶测温仪、第二金属块、第四金属块、第二液体注射器、第二液体输入管道和第二液体输出管道；

所述的热浴锅内装有液态工质，第一金属块、第二金属块、第三金属块和第四金属块均置于在液态工质中；

所述的第一金属块、第二金属块、第三金属块和第四金属块的表面上均开有等大的凹槽；第一金属块和第二金属块表面上开设的凹槽组成封闭的待测液体池；

所述的第一液体注射器通过第一液体输入管道与封闭的待测液体池的下端相连通；封闭的待测液体池的上端与第一液体输出管道的一端与相连通，第一液体输出管道的另一端穿出热浴锅，与大气相连通；探头设置在液体池的内部，且与计算机相连通；

所述的第三金属块和第四金属块表面上开设的凹槽组成封闭的对比液体池；第二液体注射器通过第二液体输入管道与封闭的对比液体池的下端相连通；封闭的对比液体池的上端与第二液体输出管道的一端相连通，第二液体输出管道的另一端穿出热浴锅，与大气相连通；片状热电偶测温仪的探头置于封闭的对比液体池中。

本发明的使用方法和原理：

本发明通过将液态工质加入到热浴锅中，将第一金属块、第二金属块、第三金属块和第四金属块置于在液态工质中；第一金属块、第二金属块、第三金属块和第四金属块的大小、形状和材质均相同，且封闭的待测液体池和封闭的对比液体池的尺寸相同；使用第一液体注射器将待测液体通过第一液体输入管道注入到封闭的待测液体池中，探头设置在封闭的待测液体池中，且与计算机相连接，且计算机内安装了Hot Disk热常数分析软件；使用第二液体注射器将相同体积的待测液体通过第二液体输入管道注入到封闭的对比液体池中，片状热电偶测温仪测量封闭的对比液体池内待测液体的温度，由于第一金属块、第二金属块、第三金属块和第四金属块的大小、形状和材质均相同，且封闭的待测液体池和封闭的对比液体池的尺寸相同；且第一金属第二金属块、第三金属块和第四金属块置于在液态工质中，加热条件相同，可以等效的认为封闭的对比液体池内待测液体的温度与封闭的待测液体池内待测液体的温度相同，因此，可以通过片状热电偶测温仪测得的封闭的对比液体池内待测液体的温度来确定封闭的待测液体池内待测液体的温度，已知封闭的待测液体池内待测液体的具体温度，开始试验，计算机给探头施加额定电流对待测液体进行加热，同时探头为hotdisk探头，表面可以产生温升，电阻增加，电信号反馈回计算机；通过材料电阻与温度的对应关系，得到温度随时间的变化曲线，通过对曲线的拟合与计算，得出待测液体的导热系数和热扩散系数。

本发明可获得一种基于瞬态平面热源法测量液体导热系数的恒温热浴装置。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的一种基于瞬态平面热源法测量液体导热系数的恒温热浴装置的结构示意图。

具体实施方式