[实用新型]一种不良导体导热系数测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及导热系数测量技术领域，尤其是对不良导体导热系数的测量，特别指一种不良导体导热系数测量装置。

背景技术

不良导体导热材料是生产生活中应用广泛的保温隔热材料，而导热系数是表征不良导体导热材料性能的重要物理量。因此，在大、中专院校实验课程中开设“不良导体导热系数测量”的实验内容，让学生学习导热系数的测量、认识热传导的基本原理和规律有重要意义。

目前，在大、中专院校实验课程中通常采用稳态法测量不良导体的导热系数，但该实验从实验原理推导到物理量的测量等诸多环节还存在一些问题，主要问题是实验实现手段有缺陷。传统实验装置为竖式布局，由发热铜盘、样品盘和散热铜盘从上到下叠加构成，实验原理主要依据：当系统传热达到平衡后，近似认为样品盘的传热速率等于散热盘的散热速率，然后求出导热系数。根据傅里叶热传导定律先把样品盘的传热速率表示出来，然后再单独暴露散热盘，测试其散热速率，此时散热盘的散热面积多了一个上底面积，实验巧妙利用散热盘散热速率与散热面积成正比的关系做了个校正。斯坦伯格研究表明：由于热平板上下表面冷空气的运动形式不同，导致上表面的散热系数约为下表面散热系数的2倍，因此散热盘上下表面的散热速率并不相等。实验为了减少散热盘上下表面散热系数的差别，采用电风扇在散热盘底部做强对流，但这样处理仍有不足，因为自然对流与强迫对流是两种不同的散热方式，两者的散热速率并不相同，因此原实验测定的散热速率是不准确的，最终通过热平衡计算的导热系数是有误差的。另外，原实验时间布局不合理，测试系统达到热平衡需要时间太长；再有数据处理复杂，影响测量精确性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供结构简单，测量方便、准确，测量时间短的一种不良导体导热系数测量装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种不良导体导热系数测量装置，包括有隔热圆柱筒以及测试仪，其中，隔热圆柱筒水平设置，隔热圆柱筒内从左至右设置有相紧贴的电加热片、第一铜片、待测样品、第二铜片、半导体制冷片以及散热器；电加热片上设置有热端电源插孔和热端控温传感器，热端电源插孔与测试仪上的第一电源输出插孔相连接，热端控温传感器与测试仪上的第一控温电缆插孔相连接，第一铜片上设置有热端温度传感器，该热端温度传感器与测试仪上的第一温度传感器插孔相连接，第二铜片上设置有冷端温度传感器，该冷端温度传感器与测试仪上的第二温度传感器插孔相连接，半导体制冷片上设置有冷端控温传感器，该冷端控温传感器与测试仪上的第二控温电缆插孔相连接，散热器上设置有冷端电源插孔，该冷端电源插孔与测试仪上的第二电源输出插孔相连接。

优化的技术措施还包括：

上述的测试仪上还设置有输入键盘、显示器面板、第一电功率显示窗、第二电功率显示窗、第一温度显示窗以及第二温度显示窗。

上述的隔热圆柱筒的下部三分之一处轴向设置有滑槽。

上述的散热器的外侧设置有锁紧阀。

上述的隔热圆柱筒由下筒体和能够打开的上筒体构成。

上述的上筒体与所述下筒体铰接配合，上筒体上设置有把手。

上述的隔热圆柱筒设置于固定支架上。

上述的固定支架上端设置有垫板,隔热圆柱筒装配于该垫板上。

本实用新型的一种不良导体导热系数测量装置，采用将隔热圆柱筒水平设置，从而将整个测量装置水平布局，避免了散热盘上下表面散热不均的问题，从而使测量结果更为准确。另外，本测量装置在待测样品的一侧设置有电加热片，另一侧设置有半导体制冷片，从而在待测样品的两侧分别形成有热端和冷端，并可以通过测试仪自主设定、控制热端和冷端的温度，缩短系统热平衡等待时间，大大缩小了测量时间，提高了测量效率。测量过程，近需要保证第一铜片和第二铜片紧贴待测样品的两侧即可，通过调整位置，能够完成对不同厚度待测样品导热系数的测量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1测试仪的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图2所示为本实用新型的结构示意图，