[实用新型]一种良导体导热系数测量仪

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种良导体导热系数测量仪，主要应用于材料的检测及大、中专院校实验教学。

背景技术

导热系数是反映材料热性能的重要物理量，在科学实验和工程设计中，所用材料的导热系数都需要用实验的方法进行测量。测量良导体的导热系数的方法有稳定法、经向流动法、周期法、热比较仪法、热线法等。目前被广泛采用的是稳定法：使热量沿一均匀的截面积为s的棒传导，且热量流动方向与棒的轴线平行，在棒内形成的各等温面与棒的轴线垂直，若两温度计的间距为L，则可由下式求得温度为T₁和T₂间的平均导热系数λ：

λ=QLSt(T1-T2)]]>

式中，Q为在t时间内供给的热量(假定被测棒状样品表面和沿温度计散失的热量可以略去)。测量装置采用蒸汽作为热源，热阱则为由一恒压水槽所控制的流量可以调节的流动水，通过调节水的流量，使得T₁与T₂之差保持恒定，沿二测温点间传导的热量，通过测量在t时间内热阱流出的水的质量求得，测出二测温点之间的距离L和被测材料样品棒的直径，即可由上式求得待测材料的导热系数。不难看出，上述公知的测量装置，存在着如下不足：采用蒸气作为热源，既危险，又使装置复杂化；热量的测量需要用恒温恒压的水通过热阱流出，既不方便，又难以保障，是测量误差的主要来源；更为重要的是，热源的温度无法改变，因此，也就无法测量材料在其它温度范围内的导热系数。

发明内容

为了克服现有的良导体导热系数测量仪的不足，本实用新型提供一种良导体导热系数测量仪，该良导体导热系数测量仪，不仅能任意设定和控制热源的温度，而且能任意设定和控制冷端的温度，还能通过电功功率表测出沿二测温点间传导的热量，测量准确，测量装置无需蒸汽装置和水源，测量简单、方便。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它含良导体导热系数测试仪、热端温控传感器、待测材料、热端温度传感器、冷端温度传感器、保温材料、冷端温控传感器、半导体致冷片、加热器、散热器、底座。良导体导热系数测试仪含热端电功测量表、热端温度测量表、机箱、冷端温度测量表、热端温度设定指示表、热端温度设定调节旋钮、热端温控电缆座、热端温度电缆座、冷端温控电缆座、冷端温度电缆座、冷端温度设定调节旋钮、冷端温度设定指示表。待测材料的热端装有加热器，靠近端面中心处钻有小孔，小孔内装有热端温控传感器，热端温控传感器和加热器通过电缆与热端温控电缆座电连接，热端温度设定调节旋钮用以调节待测材料热端所需达到的温度，其温度值由热端温度设定指示表显示，加热器的加热电功由热端电功测量表显示。待测材料的冷端靠近端面中心处钻有小孔，小孔内装有冷端温控传感器，待测材料冷端的端面紧帖半导体致冷片一面，半导体致冷片的另一面与散热器紧贴，冷端温控传感器和半导体致冷片通过电缆与冷端温控电缆座电连接，冷端温度设定调节旋钮用以调节待测材料冷端所需达到的温度，其温度值由冷端温度设定指示表显示。在待测材料的三等分处分别钻有一个小孔，并分别装有热端温度传感器和冷端温度传感器，热端温度传感器通过电缆与热端温度电缆座电连接，冷端温度传感器通过电缆与冷端温度电缆座电连接，热端温度测量表显示热端温度传感器处的温度，冷端温度测量表显示冷端温度传感器处的温度。待测材料的外露部分均用保温材料包裹。加热器、待测材料、半导体致冷片、散热器通过紧固件与底座连成一体。如果在t时间，加热器恒温在某一温度T₀下消耗的电功为Q_加，加热器恒温在这一温度T₀所散失的热量为Q_散，沿待测材料各截面流过的热量为Q＝Q_加-Q_散，则有：