[发明专利]一种防护热板法平板导热仪

说明书

本发明涉及测量仪器领域，具体地说是一种防护热板法平板导热仪。本发明在现有导热仪基础上改进防护加热单元加热功率的电压输入方法，根据计量单元热面温度自动跟进。改进冷却单元冷却水流动换热方式，提高冷却面温度均衡精度。提高测试件热面、冷面、防护加热单元温度测量精度，采用数字式电力测量仪提高计量单元加热电功率测量精度的防护热板法平板导热仪。本发明是一种操作简单，不需要经验数据。冷却水流动合理，冷却温度均匀，温差小。温度测量，计量单元加热电功率测量精确，电功率测量精确到mW级。从而，导热系数检测精度大大提高的防护热板法平板导热仪。

技术领域

本发明涉及测量仪器领域，具体地说是一种防护热板法平板导热系数测量仪器。

背景技术

导热系数是绝热材料的一个重要参数，尤其在化工、建筑行业涉及到热量的传递，导热系数的准确测量更为重要。导热系数是材料自身温度的函数，一般采用实验方法确定，主要分为稳态法和非稳态法。其中，防护热板法是一种标准的稳态测量方法，适用于测定干燥试件，被广泛地应用于工程、国防和高校教学实验中，以其温度范围宽、量程广、无需对测量单元进行标定等优点一直备受重视，所以出现了基于稳态保护热板法研制的导热系数测量仪器。如：授权号CN20270795U一种平板法导热仪实用新型专利。

在目前使用的双试件保护热板法稳态平板导热系数测定仪使用过程中，发现存在如下问题影响其平板导热系数测定精度，有必要进行改进。首先，用于试件侧边绝热保护的防护加热单元加热功率是通过手动改变的。操作人员要凭经验确定每个测试温度下的绝热保护的防护加热单元加热功率，输入与之相应的电压数值。经验不足的人操作，输入电压过大产生热惯性冲击，在热平衡位置上下振幅大，不易稳定。输入电压值过小热跟踪温度跟不上，热平衡时间过长，实现试件周边绝热缝零温差快速跟踪困难。绝热不好，产生附加的热流场歪曲。加热单元和试件的边缘绝热不良使试件中热流场偏离一维热流场的根源，也是该种仪器测量测量误差的主要因素之一。其二，目前使用的仪器其冷却单元冷却水入口和出口在同一侧，水流动途径不合理，冷却水入口和出口存在温差较大，产生冷却面温度不一致，导致试件中热流场热流密度不均匀。其三，该仪器计量单元加热电功率测量使用的是指针式功率表。该表最小量程37.5W，表盘刻度75格，每格指示0.5W，0.5W以下精度要估读。该仪器平时计量加热电功率范围0～10W，在最小量程的27％以内，是模拟量测量线性度较差区域，测量精度不好。

在平板导热系数测量过程中，平板试件两侧温度的均匀性、准确性和给平板试件加热功率两个参数偏差对导热系数计算结果的影响非常大。因此减小当前使用的双试件保护热板法稳态平板导热系数测定仪存在的这些产生偏差因素，提高平板导热仪器参数测量的准确度非常重要。

发明内容

本发明提供了一种在现有的双试件保护热板法稳态平板导热系数测定仪基础上，改进防护加热单元加热功率的电压输入方法，根据计量单元热面温度自动跟进。改进冷却单元冷却水流动换热方式，提高冷却面温度均衡精度。提高测试件热面、冷面、防护加热单元 温度测量精度，采用数字式电力测量仪提高计量单元加热电功率测量精度的防护热板法平板导热仪。