一种热传导发生装置及导热系数测量系统制造方法及图纸

本申请公开了一种热传导发生装置，包括热传导发生装置腔体、加热部件和温度测量部件。该腔体表面设置有注液开口，通过该开口可将常温液态物注入腔体内部空间；加热部件包括均为平板状结构的第一和第二加热片，用于加热；第一和第二加热片相互平行地设置于腔体内部空间；温度测量部件包括均设置于腔体内部空间的第一至第三温度测量部件，用于测量温度；第一温度测量部件设置于第一加热片所处的平面，第二温度测量部件设置于第二加热片所处的平面，第三温度测量部件设置于第一和第二加热片之间的平行等分平面。本申请利用经典传热模型的原理设计了集成冰冻、加热和测温一体化的热传导发生装置，可便捷地测量常温液态物在低温固态时的导热系数。态时的导热系数。态时的导热系数。

【技术实现步骤摘要】
一种热传导发生装置及导热系数测量系统


[0001]本技术涉及热特性测量
，更具体地，涉及一种热传导发生装置及导热系数测量系统。

技术介绍

[0002]导热系数即物体传导热量的能力，又称为热导率。定义为单位温度梯度(在1m长度内温度降低1K)在单位时间内经单位导热面所传递的热量。单位为瓦每米开尔文[W/(m
·
K)]，此处的K可用℃代替。导热系数的测定方法现已发展了多种，它们有不同的适用领域、测量范围、精度、准确度和试样尺寸要求等，不同方法对同一样品的测量结果可能会有较大的差别，因此选择合适的测试方法是首要的。
[0003]对常温液态物(在25℃常温下一般呈液态的物质，例如水、乙醇、甲醇、溴、汞和戊烷等)尤其是水在低温固态时的导热系数的研究在冷藏等方面具有重要的应用价值。目前，对常温液态物在低温固态时的导热系数的测量方法可以归纳为稳态法、准稳态法和非稳态法三类。然而，稳态法的测量时间往往要比另两种方法更长，且要求温度场不随时间变化。而常温液态物在常压下的熔点大多数情况下低于环境温度，因此过长的测量时间极易扩大周围环境向常温液态物在低温固态时的热量传递，这部分热量难以定量测量，最终影响测量值的准确性。而非稳态法虽然加热时间较短，但误差往往较大，且对仪器灵敏度要求较高，加热方法也有诸多限制。因此，亟需研制一种测量更精确、用时更短且对仪器没有很高要求的对常温液态物在低温固态时的导热系数进行测量的技术手段。

技术实现思路

[0004]针对
技术介绍
部分提及的现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本技术提供了一种热传导发生装置，用以实现测量更精确、用时更短且对仪器没有很高要求的对常温液态物在低温固态时的导热系数进行更便捷测量的技术手段。
[0005]为实现上述目的，第一方面，本技术提供了一种热传导发生装置，包括：热传导发生装置腔体、加热部件和温度测量部件；
[0006]所述热传导发生装置腔体表面设置有注液开口，通过所述注液开口可将常温液态物注入所述热传导发生装置腔体的内部空间；
[0007]所述加热部件包括均为平板状结构的第一加热片和第二加热片，用于加热；所述第一加热片和所述第二加热片相互平行地设置于所述热传导发生装置腔体的内部空间；
[0008]所述温度测量部件包括均设置于所述热传导发生装置腔体的内部空间的第一温度测量部件、第二温度测量部件和第三温度测量部件，用于测量温度；所述第一温度测量部件设置于所述第一加热片所处的平面处，所述第二温度测量部件设置于所述第二加热片所处的平面处，所述第三温度测量部件设置于所述第一加热片和所述第二加热片之间的平行等分平面处。
[0009]进一步地，所述热传导发生装置腔体的内部空间为等截面柱体；所述第一加热片
和所述第二加热片均平行且完全覆盖于所述热传导发生装置腔体的内部空间的横截面。
[0010]进一步地，所述热传导发生装置腔体的内部空间为圆柱体。
[0011]进一步地，所述热传导发生装置腔体的内部空间的横截面直径不小于所述第一加热片和所述第二加热片之间的间距的6倍。
[0012]进一步地，所述第一加热片和所述第二加热片均为聚酰亚胺加热薄膜。
[0013]进一步地，所述温度测量部件为PT100温度传感器。
[0014]第二方面，本技术提供了一种导热系数测量系统，包括加热电源、温度变送器、数据处理器和上述任一项所述的热传导发生装置；
[0015]所述加热电源，用于为所述加热部件提供电能；
[0016]所述温度变送器，用于将所述温度测量部件获取的温度信号转化为可传送的标准化输出信号；
[0017]所述数据处理器，用于解析所述标准化输出信号，经过数据运算处理以获取所述常温液态物在低温固态时的导热系数。
[0018]进一步地，还包括保温装置；
[0019]所述保温装置将所述热传导发生装置包裹于其内部，以对所述热传导发生装置内部发生的热传导过程进行保温。
[0020]总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0021]本申请的装置或系统利用经典的一维准稳态热传导模型的原理设计了集成冰冻、加热和测温一体化的热传导发生装置，利用该热传导发生装置可便捷地测量常温液态物在低温固态时的导热系数，其测量更精确、用时更短且对仪器没有很高要求。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本技术实施例提供的一维准稳态热传导模型示意图；
[0024]图2为本技术实施例提供的一种热传导发生装置的平面结构示意图；
[0025]图3为本技术实施例提供的一种热传导发生装置的立体结构示意图；
[0026]图4为本技术实施例提供的一种导热系数测量系统的结构示意图。
具体实施方式
[0027]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0028]本申请的说明书、权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”或“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序的。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任
何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备并没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还可以包括没有列出的步骤或单元，或可选地还可以包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
[0029]对常温液态物(在25℃常温下一般呈液态的物质，例如水、乙醇、甲醇、溴、汞和戊烷等)尤其是水在低温固态时的导热系数的研究在冷藏等方面具有重要的应用价值，因此，本申请以水作为常温液态物的一个实施例，来详细说明水在低温固态时(即：冰)的导热系数的测量手段，其他常温液态物在低温固态时的导热系数的测量手段类似，就不再赘述。
[0030]目前，对冰的导热系数的测量方法可以归纳为稳态法、准稳态法和非稳态法三类。然而，稳态法的测量时间往往要比另两种方法更长，且要求温度场不随时间变化。而冰在常压下的熔点大多数情况下低于环境温度，因此过长的测量时间极易扩大周围环境向冰的热量传递，这部分热量难以定量测量，最终影响测量值的准确性。而非稳态法虽然加热时间短，但误差往往较大，且对仪器灵敏度要求较高，加热方法也有诸多限制。正是基于此种技术现状，本申请提出了基于准稳态法对冰的导热系数进行测量，其测量更精确、用时较短且对仪器没有很高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热传导发生装置，其特征在于，包括：热传导发生装置腔体、加热部件和温度测量部件；所述热传导发生装置腔体表面设置有注液开口，通过所述注液开口可将常温液态物注入所述热传导发生装置腔体的内部空间；所述加热部件包括均为平板状结构的第一加热片和第二加热片，用于加热；所述第一加热片和所述第二加热片相互平行地设置于所述热传导发生装置腔体的内部空间；所述温度测量部件包括均设置于所述热传导发生装置腔体的内部空间的第一温度测量部件、第二温度测量部件和第三温度测量部件，用于测量温度；所述第一温度测量部件设置于所述第一加热片所处的平面处，所述第二温度测量部件设置于所述第二加热片所处的平面处，所述第三温度测量部件设置于所述第一加热片和所述第二加热片之间的平行等分平面处。2.如权利要求1所述的热传导发生装置，其特征在于，所述热传导发生装置腔体的内部空间为等截面柱体；所述第一加热片和所述第二加热片均平行且完全覆盖于所述热传导发生装置腔体的内部空间的横截面。3.如权利要求2所述的热传导发生装置，其特征在于，所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：任凯乐，蔡玉树，孔令阳，郭鑫鹏，刘斌，徐磊，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：新型
国别省市：