[实用新型]智能保温材料导热系数测定装置

说明书

技术领域

工业领域、建筑领域保温材料的导热系数(又称导热率)是用来衡量保温材料的导热特性和保温性能的重要参数，本实用新型涉及上述导热系数的测定。具体讲，本实用新型涉及智能保温材料导热系数测定装置。

背景技术

导热系数测定仪是一种重要的材料物性分析仪器，其基本原理是基于傅里叶热传导理论测量材料的导热系数。导热系数是用来衡量耐热材料的导热特性和保温性能的重要参数，耐热保温材料的性能由材料的导热系数决定。物质的导热系数取决于材料的成分、空隙度、吸水性、含水量、内部结构和热传导时的环境与温度等诸多因素。

当今世界，能源已经成为国家安全、经济稳定的一个重要因素。节约能源成为世界人民的共同呼声。耐热保温材料是节约能源的一个重要途径。导热系数的精确测定对于这些耐热保温材料的开发和生产具有重要意义。导热系数测定仪是耐热保温材料的性能和质量检测的关键仪器。导热系数测定仪可以应用到计量和质量监督部门用于材料的质量检定，用于科研单位和生产厂家用于开发新的材料，应用领域可以包括汽车、环境、建筑、航空航天、国防、海底勘探、南极考察、海岸与港口工程、科研、开发和工程设计等。

发达国家导热系数测定仪技术相对成熟。美国的EKO公司在热导率仪的研制方面具有很长的历史，并且一直处于世界领先的位置。瑞典生产的Hot Disk导热系数仪技术参数可以达到：

导热系数范围：0.005-500W/mK

温度范围：10K-1000K

这些公司的产品中，中温段(-20℃～100℃)已经采取了我们项目中的双平板和半导体致冷技术的结合，也能够实现样品的自动厚度测量，特别是计算机技术得以应用，大大提高了仪器的智能化水平。对于更低温度波段的应用，他们采用液氮和液氦为致冷剂可以将温度在-263℃-1000℃间快速调节。

导热系数测定仪属于材料物性测量仪器，我国在这方面多年来成为被冷落的技术。产品总体水平还属于上世纪70年代末80年代初的技术。例如，某国内公司研制的导热系数测定仪采用了稳态测量法，它的控制部分为模拟电路技术，数据显示采用模拟仪表显示，需要人工计数和手工计算。该仪器的温度测量范围为10℃～100℃，致冷技术采用水冷，仪器笨重、复杂，操作和维护都很困难。

在过去的很多年里，由于材料环保特性和保温特性不为国家和企业所重视，以及管理体制的落后，我国的企业在材料导热系数测定仪领域的研发是很零散、很不系统的，基本属于停滞状态。近年来，随着国家可持续发展战略、能源战略和建设环保友好型社会的战略的实施，各省市的质量检测部分、高等院校和科研单位、材料生产企业等对材料导热系数测定仪的需求迅速增加，加之国外企业不断进入中国，开始有企业重点地开发或提升导热系数测定仪的性能和质量，如天津建筑仪器实验机厂。但是，受到技术力量、管理体制和对创新人才重视的不够等多方面因素的影响，始终没有开发成功。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于：提供一种测量数据准确、自动化程度高的智能保温材料导热系数测定装置。

本实用新型采用的技术方案是：智能保温材料导热系数测定装置，包括：热板、护板和冷板，热板内部设有热板加热器，热板内部装有两个热板温度传感器；护板内部设有使热板热量和外界没有热交换，同时又要保证护板没有热量传给热板的护板加热器和护板温度传感器，护板的温度随时跟踪热板温度变化；冷板内部装置冷板加热器，冷板内部装有冷板温度传感器；此外还包括电压转换器、多路放大器、多路信号转换卡和计算机，温度传感器分别通过多路温度电压转换器、多路放大器和多路信号转换卡连接到计算机，热板加热器、护板加热器和冷板加热器分别与计算机相连，在热板内还设置有功率放大器，功率放大器通过多路放大器和多路信号转换卡连接到计算机，还包括用于放置试件的高细分步进及高细分步进电机样品驱动与反馈控制单元。

所述热板尺寸为200×200(mm2)。

所述冷板尺寸为300×300(mm2)。

所述护板尺寸为300×300(mm2)。

所述计算机为执行下列执行下列步骤的计算机：

设置初始参数：热板、冷板温度，试件厚度和面积；

分别读取热板、冷板和护板温度传感器数据；

判断热板、冷板和护板是否与设置值相同，若不相同，向热板、冷板和护板加热器传送加热信号；

判断热板、冷板和护板是否与设置值相同，读取热板、冷板和功率放大器数据；