一种新型材料测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种新型材料测试装置及测试方法，属于导热系数测试技术领域，提出了一种管状保温材料导热系数测试装置和方法，包括测试管道和热水箱，测试管道设置在测试箱内，测试箱内设置有制冷设备，热水箱内设置有加热设备，测试管道外设置有待测量的保温材料层，其特征在于，进水管和/或回水管上设置有流量计，测试管道的内壁、外壁分别设置有第一温度传感器、第二温度传感器，保温材料层的外表面设置有第三温度传感器，测试管道的进水口处、出水口处分别设置有第四温度传感器、第五温度传感器，热水箱内设置有第六温度传感器，测试箱内设置有第七温度传感器。本发明专利技术解决了现有技术中管状保温材料导热系数测量误差较大，实际测量仍然不够准确的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新型材料测试装置及测试方法
本专利技术属于导热系数测试
，涉及一种管状保温材料导热系数测试装置及测试方法。
技术介绍
保温材料是管道保温的主要方法，保温材料的导热性能是其性能中重要参数指标之一，因此保温材料导热系数更准确的测试，对新材料的研发和参数性能的检测都有重要的意义。目前，对管道的保温层材料导热系数的测量，是通过对板状试件进行测量，虽然能够准确测量板状保温材料的导热系数，但是，其不能准确反应出管状保温材料的实际导热系数。申请公布号为CN105911090A的中国专利技术专利申请公开了一种新型导热系数测试装置及方法，其通过测量加热系统在传热稳定后一定时间内所消耗的电功率来计算管状保温材料的导热系数，测量误差较大，实际测量仍然不够准确，数值不稳定性很差。
技术实现思路
本专利技术提出管状保温材料导热系数测试装置及测试方法，解决了现有技术中的上述问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种管状保温材料导热系数测试装置，包括测试管道和与所述测试管道通过进水管、回水管连接的热水箱，所述测试管道设置在测试箱内，所述测试箱内设置有制冷设备，所述热水箱内设置有加热设备，所述测试管道外设置有待测量的保温材料层，其特征在于，所述进水管和/或所述回水管上设置有流量计，所述测试管道的内壁、外壁分别设置有第一温度传感器、第二温度传感器，所述保温材料层的外表面设置有第三温度传感器，所述测试管道的进水口处、出水口处分别设置有第四温度传感器、第五温度传感器，所述热水箱内设置有第六温度传感器，所述测试箱内设置有第七温度传感器，所述制冷设备、所述加热设备、所述流量计、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器均与温度采集控制系统连接。作为进一步的技术方案，所述回水管靠近所述测试管道的一端设置有排气阀，所述测试箱的底部设置有排水阀，所述热水箱上设置有注水口，所述进水管上设置有水泵。作为进一步的技术方案，所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器均为热电偶。作为进一步的技术方案，所述测试箱内设置有水位限位器。作为进一步的技术方案，所述流量计为电磁流量计。本专利技术还提出一种管状保温材料导热系数测试方法，包括以下步骤，S1：将保温材料层装于测试管道外壁，控制所述制冷设备和所述加热设备使得所述测试箱内所述第七温度传感器所测温度和所述热水箱内所述第六温度传感器所测温度均平衡，达到传热稳定；S2：所述流量计测量传热稳定时所述热水箱内水的流量q1，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器分别测量所述测试管道内壁、所述测试管道外壁、所述保温材料层外壁的温度t1、t2、t3，所述第四温度传感器、所述第五温度传感器分别测量所述测试管道进水口、出水口处的温度t6、t7；S3：将所述保温材料层从所述测试管道外壁除去，调节所述测试管道内热水的流量，使得保持所述第四温度传感器、第五温度传感器分别所测所述测试管道的进水口处温度、出水口处温度不变，传热稳定后，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器分别测量此时所述测试管道内壁、所述测试管道外壁的温度t4、t5，所述流量计测量此时所述测试管道内热水的流量为q2；S4：由以上数据计算得出所述保温材料层的导热系数λ2。作为进一步的技术方案，所述步骤S4具体包括以下步骤：S41：计算无所述保温材料层时，所述测试管道上消耗的热量Q1和所述测试管道进出口温度差所计算出的热量Q3，Q3＝Q1+△Q1；S42：计算有所述保温材料层时，所述测试管道上消耗的热量Q2和所述测试管道进出口温度差所计算出的热量Q4，Q4＝Q2+△Q2；其中，△Q2和△Q1均为损失的热量，r1、r2分别为所述测试管道的内表面半径、外表面半径，r3为所述保温材料层外表面半径，c为水的比热容，ρ为水的密度；S43：根据△Q2和△Q1相等，得出以下公式计算所述保温材料层的导热系数λ2，本专利技术使用原理及有益效果为：通过进行先后两次试验方法相同、试验参数相同的对比试验，待传热稳定后，再将两次试验消耗的热量进行差值运算，消除了试验系统误差，更进一步准确的测量了保温材料层的导热系数，同时采用流量计测量测试管道加上保温材料层前后两次试验下热水的流量的形式来计算，并且只需再测量两次试验测试管道内外壁温度，两次试验测保温材料层外壁温度，测试管道加上保温材料层后测试管道进水口出水口处的温度等参数，即能很好解决现有技术中管道保温材料测量复杂，并且测量精确度差的问题，很好的解决了行业内测量复杂难以简化的难题。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术结构示意图；图中：1-测试管道，2-进水管，3-回水管，4-热水箱，5-测试箱，6-制冷设备，7-加热设备，8-保温材料层，9-流量计，10-第一温度传感器，11-第二温度传感器，12-第三温度传感器，13-第四温度传感器，14-第五温度传感器，15-第六温度传感器，16-第七温度传感器，17-排气阀，18-排水阀，19-注水口，20-水泵，21-水位限位器。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图所示，本专利技术提出的一种管状保温材料导热系数测试装置，包括测试管道1和与测试管道1通过进水管2、回水管3连接的热水箱4，测试管道1设置在测试箱5内，测试箱5内设置有制冷设备6，热水箱4内设置有加热设备7，测试管道1外设置有待测量的保温材料层8，其特征在于，进水管2和/或回水管3上设置有流量计9，测试管道1的内壁、外壁分别设置有第一温度传感器10、第二温度传感器11，保温材料层8的外表面设置有第三温度传感器12，测试管道1的进水口处、出水口处分别设置有第四温度传感器13、第五温度传感器14，热水箱4内设置有第六温度传感器15，测试箱5内设置有第七温度传感器16，制冷设备6、加热设备7、流量计9、第一温度传感器10、第二温度传感器11、第三温度传感器12、第四温度传感器13、第五温度传感器14、第六温度传感器15、第七温度传感器16均与温度采集控制系统连接。本实施例中测试箱5的壳体设计为保温壳，通过制冷设备6，以维持箱体内温度的均衡。本实施例中测试箱5内部与测试管道1上下端口进行封堵的部位安装橡胶层，同时使被测管在试验过程中保持管内密封状态。测试箱5、热水箱4和测试管道1的内外壁安装多个温度传感器、第一温度传感器10、第二温度传感器11、第三温度传感器12、第四温度传感器13、第五温度传感器14、第六温度传感器15、第七温度传感器16，通过计算测量其各部位平均温度，以满足控制和后续计算的需要。本设备设计有保护装置，在测试箱5中通过水位限位器21和排水阀18来保护试验中出现的意外状况时，能及时停止试验和进行处理。进一步，回水管3靠近测试管道1的一端设置有排气阀17，测试箱5的底部设置有排水阀18，热水箱4上设置有注水口19，进水管2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管状保温材料导热系数测试装置，包括测试管道(1)和与所述测试管道(1)通过进水管(2)、回水管(3)连接的热水箱(4)，所述测试管道(1)设置在测试箱(5)内，所述测试箱(5)内设置有制冷设备(6)，所述热水箱(4)内设置有加热设备(7)，所述测试管道(1)外设置有待测量的保温材料层(8)，其特征在于，所述进水管(2)和/或所述回水管(3)上设置有流量计(9)，所述测试管道(1)的内壁、外壁分别设置有第一温度传感器(10)、第二温度传感器(11)，所述保温材料层(8)的外表面设置有第三温度传感器(12)，所述测试管道(1)的进水口处、出水口处分别设置有第四温度传感器(13)、第五温度传感器(14)，所述热水箱(4)内设置有第六温度传感器(15)，所述测试箱(5)内设置有第七温度传感器(16)。

【技术特征摘要】
1.一种管状保温材料导热系数测试装置，包括测试管道(1)和与所述测试管道(1)通过进水管(2)、回水管(3)连接的热水箱(4)，所述测试管道(1)设置在测试箱(5)内，所述测试箱(5)内设置有制冷设备(6)，所述热水箱(4)内设置有加热设备(7)，所述测试管道(1)外设置有待测量的保温材料层(8)，其特征在于，所述进水管(2)和/或所述回水管(3)上设置有流量计(9)，所述测试管道(1)的内壁、外壁分别设置有第一温度传感器(10)、第二温度传感器(11)，所述保温材料层(8)的外表面设置有第三温度传感器(12)，所述测试管道(1)的进水口处、出水口处分别设置有第四温度传感器(13)、第五温度传感器(14)，所述热水箱(4)内设置有第六温度传感器(15)，所述测试箱(5)内设置有第七温度传感器(16)。2.根据权利要求1所述的一种管状保温材料导热系数测试装置，其特征在于，所述制冷设备(6)、所述加热设备(7)、所述流量计(9)、第一温度传感器(10)、第二温度传感器(11)、第三温度传感器(12)、第四温度传感器(13)、第五温度传感器(14)、第六温度传感器(15)、第七温度传感器(16)均与温度采集控制系统连接。3.根据权利要求1所述的一种管状保温材料导热系数测试装置，其特征在于，所述回水管(3)靠近所述测试管道(1)的一端设置有排气阀(17)，所述测试箱(5)的底部设置有排水阀(18)，所述热水箱(4)上设置有注水口(19)，所述进水管(2)上设置有水泵(20)。4.根据权利要求1所述的一种管状保温材料导热系数测试装置，其特征在于，所述第一温度传感器(10)、第二温度传感器(11)、第三温度传感器(12)、第四温度传感器(13)、第五温度传感器(14)、第六温度传感器(15)、第七温度传感器(16)均为热电偶。5.根据权利要求1所述的一种管状保温材料导热系数测试装置，其特征在于，所述测试箱(5)内设置有水位限位器(21)。6.一种利用权利要求1～5任意一项所述管状保温材料导热系数测试装置的管状保温材料导热系...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦程，孙云龙，闫婷婷，孙祥祥，仝鹏，谭乐，康玲，
申请(专利权)人：河北世纪建筑材料设备检验有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13