[发明专利]防护热板法测量导热系数的仪器及方法

权利要求书

1.一种防护热板法导热系数测定仪，其特征在于：包括主体部分、冷源测控系统、热源测控系统、智能测量仪、计算机传输、半导体制冷电源及稳压电源，主体部分由热板、冷板、试件压紧系统组成；热板由背护热板、主加热板、护加热板组成；主热板由主加热器和金属均热板组成，护加热板由护加热器和金属均热板组成；冷板是由铝板、半导体制冷器、冷却水系统组成；提供背护热板的热源及冷板的冷源，是由二套结构相同的精密恒温水槽组成，恒温水槽由制冷回路、水槽、水泵、搅拌系统、加热控温系统、水温显示器等组成；半导体制冷电源独立于主体部分、冷源测控系统和热源测控系统之外。

2.如权利要求1所述的导热系数测定仪，其特征在于，所述冷却水系统包含了一套恒温水槽，由恒温水槽提供稳定的冷却水流，当测试需要冷板温度设定在5℃以上时，直接通过恒温水槽温度的调节实现对冷板的温度控制；当测试需要冷板温度设定在5℃以下时，用半导体制冷器来控制冷板温度，此时恒温水槽起到对半导体制冷器冷却作用。

3.如权利要求1或2所述的导热系数测定仪，其特征在于，待测试样制作成300mm×300mm，厚度大于15mm，小于50mm，试样热阻≥0.1m²·k/w。

4.如权利要求3所述的导热系数测定仪，其特征在于，所述热板、冷板尺寸为300mm×300mm。

5.如权利要求3所述的导热系数测定仪，其特征在于，所述背护热板采用40mm厚的铝板加工制成。

6.如权利要求5所述的导热系数测定仪，其特征在于，所述背护热板由精密恒温水槽提供稳定热源，温度稳定度优于±0.005℃，恒温水进出采用螺旋形逆向流动的液体槽板。

7.如权利要求3所述的导热系数测定仪，其特征在于，所述金属均热板采用黄铜板制作并进行涂黑处理，其辐射率大于0.8。主、护均热板的平整度为0.04mm，不平整度小于0.025％。

8.如权利要求3所述的导热系数测定仪，其特征在于，所述主、护加热器采用0.1mm厚的鏮铜箔腐蚀而成，采用半固化板绝缘。

9.如权利要求3所述的导热系数测定仪，其特征在于，所述冷板板面进行氧化处理，板面的平整度为0.04mm，不平整度小于0.025％。

10.如权利要求3所述的导热系数测定仪，其特征在于，所述冷、热板温度测量采用8个P_t1000铂电阻传感器，热板6个，冷板2个，除了选择高端P_t1000铂电阻传感器之外，还把备选的P_t1000铂电阻用高精度的恒温油槽严格筛选，其中油槽的温度分辨率达到0.0001度。

11.一种利用权利要求1所述的导热系数测定仪测量试样导热系数的方法，其特征在于包括以下步骤：测量试样厚度，完成试样安装后，首先，开启交流稳压电源，由于交流稳压电源的输出有延迟时间，务必等稳压器的输出表头指向220V，才能开启主机右侧的总电源开关，此时冷、热源测控系统的表头通电工作，它们显示的温度，分别为二水槽内的水温；接着开启智能测量仪及二水泵的电源，视冷、热板的设定温度的高低，决定二路制冷回路电源的开启，如设定点温度高于环境温度5℃以上，不用开，反之则打开；接着将试样的厚度d输入智能测量仪；仪器自动进入测量状态，自动升、降温过程，并自动控温，跟踪控温；观察背护热板达到控温点后，在无制冷的状况下，控温稳定度应优于±0.002℃以内；在有制冷的状况下，稳定度应优于±0.005℃以内；当冷、背护热板温度趋于稳定，再观察主加热板和护热板温度与背护热板温度的跟踪情况，如三板的温差小于±0.002℃，导热系数一小时内上、下波动小于±1％，实验可结束，打印实验结果。