[其他]智能式热线导热系数测量仪

说明书

本实用新型涉及一种电子式热线导热系数测试装置，特别是能够测定材料导热系数的一种测试仪器。

对现有相关文献检索得知，日本的TC－32型导热系数测量仪及“科学仪器报导”（1984－1986）中报导的导热系数测试装置，均没有采用微处理器，不具有自动控制测量过程、数据处理、存贮和打印功能，测量精度仅在5－7％，测试周期长，精度低、适用范围小，严重的影响了工厂、企业和施工现场对产品和来料的检查。

本实用新型的目的，是为了配合即将实施《非金属固体材料导热系数测量方法    热线法》的国家标准而研制的专用仪器。为克服现有仪器的缺点，本实用新型提供了一种先进的智能式对材料导热系数进行测量的装置。

本实用新型地目的是以如下方式完成的：

根据热线法测定材料导热系数的方法，是将一根由镍铬构成的热阻丝，设置在被测试的材料内，然后通电加热，通过焊在被测试材料内的热阻丝上的热电偶取出被测试材料的温度信号，输入给“信号处理电路”，根据其原理关系，归纳出各参量的关系：

λ＝ (θln(τ₂-τ₁))/(4π(θ₂-θ₁)) ………………（1）

式中：θ：是热线单位长度的发热功率（w／m）

θ₁、θ₂分别为热线在时间τ₁、τ₂所测试的温升。

在测试的过程中，用恒流源向由镍铬构成的热阻丝通以电流I，则其功率：

θ＝I²R………………（2）

在测试时，初始温度为θ₁，进行定时测量热阻丝的温升为θ₂，然而通过焊在热阻丝上的热电偶测得的热电势为U₁，温升后的热电势为U₂，然后换算成为温度θ₁和θ₂，简化上式得导热系数λ为：

λ＝ (A)/(U₂-U₁) （A₂为常数）………………（3）

设计出一种智能式热线导热仪，该仪器由高稳定性的恒流源，控制电路中设有“专用微机系统”，其输出端设有：打印机、显示器、输出接口电路及电源（12V、±5V）等，因此实现了自动控制测量过程、数据处理、打印、校准等功能。操作简单，使用方便。为工厂、企业和施工现场对产品和来料检查提供了检测手段。

本实用新型的具体结构由以下实施例及附图给出：

图1：是智能式热线导热导热系数测量仪的原理方框图。

图2：是智能式热线导热导热系数测量仪的原理线路图。

参照图1、图2：由直流放大器F007和两级（3DG12、3DD15C）相串联的射极输出负反馈电路组成的恒流源［1］，由镍铬丝构成的热阻丝［2］串联于恒流源［1］中的3DD15的集电极C上，将热阻丝［2］设置在被测试材料的一点与热电偶［3］相焊接，并通过热电偶［3］连接于由5G7650组成的低噪声、低漂移的“信号处理电路”［4］，通过开关J₁和A／D转换电路［8］连接于“专用微机系统”［5］，由键盘［7］输入整机［5］的各种工作指令。其输出端设有“显示器”、“打印机”、“输出接口”电路［6］。

由直径为0.1～0.4mm之间的镍铬丝构成的热阻丝［2］，放在被测试材料的中间，通过恒流源［1］控制着流过热阻丝［2］中的电流强度I，随着被测试的材料不同，因而产生的热电势U也不相同，通过焊接在被测试材料内的热阻丝［2］上的热电偶［3］，将此温度信号输入给由5G7650组成低噪声、低漂移的“信号处理电路”［4］，经A／D转换器［8］输入给由Z80微处理器组成的专用微机系统［5］，自动完成了测量。其测量范围在0.02～1.999W／mK，测量精度为2％。操作简单，测试速度快（小于3分钟）。体积小、重量轻、成本低、精度高、应用范围广泛，为工厂、企业和施工现场对产品和来料检查提供了科学的现代化手段。