[发明专利]一种超声波测导热系数的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于绝热材料工程技术领域，具体是涉及一种利用超声波测量真空绝热板导热系数的装置及方法。

背景技术

真空绝热板是近年来出现的一种新型超高效绝热板材，其主要由芯材、阻隔膜和吸气剂三部分组成。由于它结合真空绝热和微粒绝热两种绝热方式的优势，最大限度的提高了板内真空度，降低气体的对流从而实现高效绝热，因此具有极低的导热系数和优异的保温性能，是目前世界上最先进的高效保温材料。

评价材料绝热性能的物理参数就是材料本身的导热率，它的倒数决定了材料的热阻，导热系数作为物质的重要物理参数，对于评价材料的绝热性能具有决定性作用；并且在化工、材料、能源、动力和制冷工程等领域有着重要的用途，是许多工业流程和产品设计中必不可少的基础数据。尤其是对于真空绝热板来说，导热系数是其最重要的物理参数。近年来，如何快速准确地测出真空绝热板的导热系数一直是人们关心的问题。目前普遍使用的测量导热系数的方法比较麻烦，一般要花费几分钟的时间。

公开号为CN1657923A的发明专利上公开了一种测量导热系数的装置，其包括一封闭绝热装置及一抽真空系统。其中绝热装置内有热源、二金属块、待测样品、一冷却装置等。该绝热装置是由碳纳米管有序排列分散在氧化铝陶瓷基体材料中，经等离子体烧结而成，碳纳米管的含量为5-10％。该碳纳米管是垂直于热量传递的方向排布。本发明利用抽真空系统将内部气体排出，可排除气体的不良影响；又因碳纳米管径向不导热的特性，使得传递至碳纳米管的热量反射回去，提高测量装置的绝热性能，使得能量只能向预定方向传递，可提高最终测量精度。

公开号为CN101776628A的发明专利上公开了一种导热系数测量装置及方法。该装置包括：热探针，插入到用于导热系数测量的待测样品中；热电偶，用于测定热探针的壁面温度；采集器，用于采集热电偶测定的壁面温度及对应的测定时间；以及数据处理器，用于结合表示壁面温升的导热微分方程与壁面温度及对应的测定时间反演处理得到待测样品的导热系数。本发明充分考虑了探针热容及探针与待测样品间的接触热阻等，使导热系数等参数的测量精度大大提高。

虽然上述公开专利测量导热系数的精度很高，但是装置的原理和结构比较复杂，而且测量时间较长，不利于大量生产和使用。因此，有必要发明一种能够快速准确地测出真空绝热板导热系数的装置。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种能够快速测量真空绝热板导热系数的装置及方法。

为实现本发明的目的采用的技术方案是：提供了一种超声波测导热系数的装置，该装置包括：超声波发射器10、处理器20、数显30、外壳40。

所述装置，其特征在于超声波发射器用于发射并接收超声波，形状为圆柱形，直径为100～400mm，高为20～100mm。

所述装置，其特征在于处理器可分析处理接收的超声波信号并将其转换为导热系数值。

所述装置，其特征在于处理器位于超声波发射器上方，形状为圆柱形，直径为40～200mm，高为40～200mm。

所述装置，其特征在于数显位于处理器顶部，形状为矩形，长为20～100mm，宽为10～50mm。

所述装置，其特征在于该装置的功率为10～1000W。

本发明还公开了一种超声波测导热系数的方法，具体工艺步骤如下：

(1)将该装置平行放置于距离真空绝热板上方10～50cm处；

(2)启动装置，超声波发射器向真空绝热板发射超声波；

(3)处理器对反射回的超声波信号进行分析处理，并将其转换为导热系数值；

(4)从数显上读出所测的导热系数值；

(5)将该装置放在真空绝热板的其他几个位置的上方，重复上述步骤，取所有测量值的平均值即为该真空绝热板的导热系数。

应用效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：

(1)测量速度很快，可很快读出所测真空绝热板的导热系数值；

(2)测量值比较准确，可靠性较大；

(3)操作方法简单，容易掌握和大量使用。

附图说明

图1为本发明所述的一种超声波测导热系数的装置的主视图；

图2为本发明所述的一种超声波测导热系数的装置的俯视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。