[发明专利]金属比热测量的过热保护装置及过热保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种过热保护装置和过热保护的方法，具体地说是一种金属比热 测量的过热保护装置及过热保护方法。

背景技术

金属比热是金属材料的一种重要物理参数，对产品性能有着重要影响，决定 了该种材料的应用领域，在实验研究和生产应用中被广泛关注。因此对金属比热 的准确测量非常重要。

在实验室条件下的金属比热测量，不仅可以了解金属材料性能，而且有利于 了解掌握金属比热的测量方法。

测量金属比热的方法有很多种，常用的有自然冷却法。自然冷却法可以简述 为：首先将金属样品加热到一定温度，然后让其自然冷却，记录冷却过程中样品 温度和时间的关系，并与标准样品对比，然后推导出该样品的比热。

对金属样品的加热一般要达到400℃左右，如果控制不好，没有过热保护装 置，温度过高，可能会造成样品熔化、并且加速测量仪器的老化损毁，影响测量结 果。没有过热保护装置，还可能会造成加热器干烧现象，造成安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属比热测量的过热保护装置及过热保护方法，该 过热保护装置及过热保护方法用于对自然冷却法测量金属比热实行过热保护，避 免因样品温度过高而造成样品熔化，延长测量仪器的使用寿命，测量结果准确可 靠。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种金属比热测量的过热保护装置，其特征在于：该过热保护装置包括主控 制单元、加热执行单元、检测单元、状态显示警示单元和输入单元；所述主控制 单元接受检测单元的信号，并在对信号进行分析判断后对加热执行单元进行控制， 实现过热保护；状态显示警示单元根据主控制单元的指令显示测量系统的状态， 发出报警信号；输入单元向主控制单元写入和修改控制策略所要求的信息。

本发明中，主控制单元以单片机为控制核心，通过附加的外围电路与各功能 单元进行衔接。

加热执行单元包含电磁继电器及驱动电路等，加热执行单元控制加热电源的 通断，控制对样品的加热。

检测单元包含热电偶、信号放大器、定温感应器、位置传感器等；热电偶用 于检测样品的温度和判断样品是否离开加热源。信号放大器用于对热电偶信号进 行放大处理。定温感应器，安置在保护罩上，检测保护罩的温度。位置传感器用 于强化检测样品是否离开加热源。检测单元将信号传递给主控制单元进行分析判 断。

状态显示警示单元，包含温度数码显示、发光二极管状态显示、报警蜂鸣器。

输入单元是由轻触按钮构成的简易输入键盘。所述输入单元向主控制单元写 入和修改控制策略所要求的信息包括样品最高温度信号、样品位置信号、样品持 续加热时长、保护罩温度。

一种金属比热测量的过热保护方法，其特征在于该方法循环检测样品温度信 号、样品位置信号、样品持续加热时长、保护罩温度，并以此为依据进行过热保 护，具体步骤如下：

1)预先设定加热温度、持续加热时间、样品位置和保护罩温度；

2)检测到样品达到设定加热温度后，切断加热电源，并给出警示；样品未达 到设定加热温度，则进入步骤3)；

3)检测到持续加热时间超过设定持续加热时间后，切断加热电源，并给出警 示；样品未达到设定持续加热时间，则进入步骤4)；

4)检测样品位置，检测到样品离开加热源后，切断加热电源，防干烧，并给 出警示；样品未离开加热源，则进入步骤5)；

5)检测保护罩温度，保护罩温度超过设定的保护罩温度，切断加热电源，并 给出警示；保护罩温度未超过设定的保护罩温度，则进入步骤6)；

6)显示样品信息，并保持原来的加热状态；

7)检测是否有新数据输入，没有则回到步骤2)、有新数据输入则回到步骤1)。