[发明专利]一种65-100K温区非金属材料热导率测量系统

说明书

本发明提供了一种65‑100K温区非金属材料热导率测量系统，所述系统包支撑台、测量组件和温度控制单元，所述测量组件包括依次设置的低温源、保温单元和泵；所述保温单元包括从内至外设置的热屏蔽子单元、样品子单元、低温子单元和隔热子单元，各子单元分别通过连接件和固定件设于所述支撑台上；所述低温源与所述泵间设置的介质调节管线包括：从所述低温源至所述低温子单元的低温介质入口管线；所述隔热子单元的介质出口管线和所述低温子单元的低温介质出口管线构成的并联管线；从所述并联管线的并联连接处至所述泵入口的介质进口管线；所述温度控制单元包括数据采集仪、计算机、加热计和阀。

技术领域

本发明涉及一种测量系统，具体涉及一种65-100K温区非金属材料热导率测量系统。

背景技术

传统非金属材料的热导率测量装置一般用液氮作为冷源构成热导率测量所需的低温环境，但液氮作冷源具有如下技术缺陷：

大气环境压力下，液氮的饱和温度为77K左右，若需测量77K以下温度的非金属材料的热导率，常规装置无法通过液氮使测量温度降到77K以下，因此需更换比液氮温度更低的物质作冷源或采用其他低温制冷装置；更换冷源，需给测量环境重新输送冷源物质使温度降到目标温度，需要等待的自然对流换热时间长，达到77K以下的测量温度至少需要两至三天的时间；若在其他低温制冷装置中测量，虽能达到测量目的，但又需要专门搭建77K温度以下的测量平台，导致测量装置成本增加。

另一方面，若需测量在77K温度以上非金属材料的热导率，现有装置由于缺少控温系统，导致测量温度无法达到预定的目标温度值，难以达到精准控温的要求，所以需要人工不断干预，耗时耗力甚至无法完成测量工作。

发明内容

为了满足现有技术测量77K以下或以上的非金属材料的热导率的需要本发明提供了一种65-100K温区非金属材料热导率测量系统，在不需要更换冷源或采用其他低温制冷装置的前提下，采用单一液氮作为冷源，即可独立完成77K温度以下的非金属材料的热导率的测量和77K温度以上非金属材料的热导率测量所需预定温度的精准控温。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种65-100K温区非金属材料热导率测量系统，所述系统包支撑台、测量组件和温度控制采集单元，其改进之处在于，

所述侧量组件包括依次设置的低温源、保温单元和泵；

所述保温单元包括从内至外设置的热屏蔽子单元、样品子单元、低温子单元和隔热子单元，所述子单元分别设于所述支撑台上；

所述低温源与所述泵间设置的介质调节管线包括：

从所述低温源至所述低温子单元的低温介质的入口管线；

所述隔热子单元的介质出口管线和所述低温子单元的低温介质出口管线构成的并联管线；

从所述并联管线的并联连接处至所述泵入口的介质进口管线；

所述温度控制单元包括数据采集仪、温控仪和计算机。

优选地，所述并联的连接所述隔热子单元的所述介质出口管线上依次设有压力表、密封接头、三通阀和电磁阀，所述三通阀与大气相通的电磁阀连接；

所述低温子单元低温介质出口管线上依次设有压力表、三通阀和电磁阀；

所述低温源与所述低温子单元的低温介质入口的管线上依次设有电磁阀和密封接头。

优选地，所述计算机分别：

与所述低温介质出口管线上设置的电磁阀连接；

与所述泵入口的介质进口管线上的所述电磁阀连接；和

与所述支撑台连接的控温仪和数据采集仪连接。