[发明专利]用于热分析试验的调温装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于热分析试验的调温装置，其具有壳体、至少一个加热元件、至少一个设置在壳体中的保护套筒，该保护套筒可与气体供应设备相连。

背景技术

这种调温装置由现有技术已知，并例如用在用于热分析的设备(例如动态差式热量仪、热天平)中或用在用于同步进行热分析的设备中。用于热分析的所述设备用来刻画材料的特征，即，用来分析聚合的和制药学的材料或纺织品。借助上述的分析装置，待试验的材料样品在调温装置中加热或冷却，其中典型的测量参数例如是膨胀特性、重量变化、相位转变温度或热涵变化。目前，在上述热分析装置中把管式炉当作调温装置来用，此管式炉配备了起加热元件作用的电阻加热器，其中加热元件设置在保护套筒或保护管的外部。但是，在待试验的材料样品或包围材料样品的空气必须快速加热的试验中，由现有技术已知的管式炉达到其极限。换句话说，这种炉由于其热能力不能实现大于100K/min的加热速度。

发明内容

相应地，本发明的目的是，提供一种上述类型的调温装置，它在避免热量损失的情况下还能快速地提高温度，并同时在调温装置内部产生均匀的温度场。

此目的借助前述类型的调温装置得以实现，其中，加热元件至少局部地设置在保护套筒的内部。

与现有技术不同的是，加热元件按本发明设置在保护套筒或保护管的内部，以便能更快地加热保护套筒内部的待试验的材料样品或空气。保护套筒内部的加热元件优选直接设置在待试验的材料样品或传感器装置的周围。除了非常快速地测量高达1250℃的温度以外，借助按本发明的调温装置还能实现超过1000K/min的高加热速率。

此外，借助按本发明的调温装置还能应用传统的试样支架和传感器装置。因此，不需要为调温装置准备专门构造的样品支架或传感器装置。

按照一种优选的实施形式设计为，所述保护套是由陶瓷或玻璃制成的保护管。

在此上下文中，本发明的另一优选实施例规定，保护管在其面向壳体的外表面上设置有反射的、金属的涂层。通过此反射的、金属的涂层，可多次反射热辐射，从而使加热元件内部的温度场均匀化。因此，可均匀地加热待试验的样品。此外，通过此涂层，可将沿壳体方向朝外的热辐射损失降至最低，从而也减少了壳体或炉外罩的过度加热。相应地，通过加热元件产生的加热功率绝大部分留在由玻璃或陶瓷制成的保护管内部，并相应地还留在待试验的样品的区域内。

按本发明，加热元件至少局部由金属或陶瓷制成。由金属或陶瓷制成的加热元件在保持较低热容量的同时，大多还具有非常高的温度变化承受力。换言之，借助金属或陶瓷的加热元件，可交替地在较短的间隔内依次实施具有较高温度的加热过程以及冷却过程，而不会例如由于材料中的应力而不利影响甚至损坏加热元件。

为了保护按本发明的调温装置的操纵者，并且还为了保护反射的金属保护管涂层，一种按本发明的改进方案规定，保护管可借助空气冷却器来冷却，其中，空气被连续地输送到保护管。因此，可实现保护管以及壳体的相对较低的温度，其中，壳体的低温正好还能减少由壳体上的燃烧而引起的操纵者的受伤风险。

按本发明，调温装置可产生在0K/min至超过1000k/min范围内的加热速率。

为了避免在分析装置方向上的热辐射，调温装置与此分析装置相连，本发明的一种改进方案规定，调温装置具有至少一个至少局部设置在保护套筒中的防辐射板。保护套筒中的防辐射板优选设置在加热元件下方的区域中。

按本发明，为了把待试验的材料样品定位在调温装置中，调温装置具有至少一个至少局部地设置在保护套筒中的样品支架。此样品支架优选这样定位在保护套筒中，使得待试验的材料样品由保护套筒中的加热元件包围，以便能均匀地加热材料样品，即，以均匀的温度场来包围材料样品。此外，通过把加热元件直接设置在样品支架的周围，可非常快速地实现达1250℃的温度，用于材料样品的相应试验。

按本发明的优选实施例，调温装置可具有至少一个至少局部地设置在保护套筒中的传感器装置。由于加热元件按本发明地设置在保护套筒中，传感器装置直接由加热元件包围，从而在调温装置的内部在传感器装置和样品支架的范围内确保均匀的加热。

此外，本发明还涉及一种具有上述类型的调温装置的分析装置。

按本发明的优选实施例，调温装置可取下或可更换地设置在分析装置上。换言之，调温装置构成分析装置的封闭的单元，因此调温装置能与不同的分析装置相连。

按照优选的实施例，分析装置是真空密封的，因此可在真空条件下实现材料样品的试验。