[实用新型]一种用比较法测定炭素材料稳态热导率的设备

说明书

技术领域

本实用新型测定设备，特别是用比较法测定炭素材料稳态热导率的设备

背景技术

在电解铝行业中，使用到炭阳极，炭阴极，石墨阴极作为原料或耗材，电极的热导率大小影响电解过程的质量及效率，所以热导率是电解过程重要的物理量，炭电极或石墨电极生产企业检测其产品热导率参数用于改善生产工艺，铝生产企业也会检测热导率参数用于质量控制或改变电解参数。中国铝用炭素热导率测定的标准是YS/T 63.3-2006《铝用炭素材料检测方法-第三部分-热导率的测定-比较法》，属于ISO12587-2004的引入标准，用重复性和再现性表示检测结果的精度。以此标准为依据的设备生产厂商主要有瑞士R&D Carbon公司，北京航测科技开发公司，湘潭华丰仪器制造有限公司等，目前存在重复性差，测试时间长，偏离于真实值过大等缺点，在现有技术中，尚没有一种按YS/T 63.3-2006标准生产的设备能够解决这种问题。

本实用新型的目的是提供一种用比较法测定炭素材料稳态热导率的设备，以解决上述技术的不足。本实用新型能提高测温重复性，缩短测试时间，最大程度趋近于真实值的测定设备，且结构简单，可靠，成本低。本实用新型用比较法测定炭素材料稳态热导率的设备的技术方案如下：本实用新型包括放样窗、气缸、恒温水箱，其特征是：在所述的放样窗3上部装有气缸20，放样窗装在恒温水箱7上部；放样窗是一端开口的壳体件，在放样窗中，装有测温组件2。放样窗3的开口位于该设备的正面。

所述的气缸20的一端位于安装板15上，安装板15用螺母16和螺栓19经隔热板17、隔热套18安装在放样窗3顶部外表面。

所述的测温组件2包括上部测头4和下部测头5，在下部测头5的圆柱面上包有下隔热环10，在上部测头4的圆柱面上包有上隔热环13。

在恒温水箱7下面，装有集水盘8，所述的集水盘8的底部开有导流孔8-1。测温组件2包括上部测头4、下部测头5，检测试样21表面温度的上部测温元件12、下部测温元件11分别安装在上部测头4、下部测头5测头的孔内，所述的孔的内表面距离所述的测头的工作面的最小值为0.5-1mm。本实用新型优点是：

将现有技术外置式的测温组件更改为内嵌式的测温组件，测温组件2位于放样窗3内，相对于外部环境为半封闭状态，形成了空气流动的”盲区”，当测试时有人走动时，所产生的空气紊流对测头的影响很小。经测试，当测定设备旁有人走动或有明显空气流动时，设备测量值不会突然跳动，正常温度波动范围可控制在0.05℃内，热导率值重复性可达到0.02，远远优于标准要求，提高了检测的重复性。但不建议做成全封闭式，因为上部测头是60℃恒温加热，下部测头底部是20℃恒温水箱，热量是从高温端向低温端传导，在全封闭的空间里，上部测头会把空间里的空气加热，空气连接着下部测头，到一定时间，空气的温度会高于下部测头20℃恒温水箱的温度，被上部测头加热的空气的热量会流入下部测头，影响下测部头的实际测量值，增加了不可控因素。

在空气温度和湿度较高的环境(如夏天)下，在设备内会在恒温水箱7表面会产生冷凝水珠，积聚过多会污染设备内部。对此，在恒温水箱7底部安装了集水盘8，集水盘底部开有导流孔8-1，将收集到的水排出设备外面，从而保护了设备内部的电器元件。

现有技术如R&D设备的测温组件为整体铸造的，并直接连接到设备主体上，上部测头4的热量能通过与之相固定的器件传导到铸件上，并进一步传导到下测头5所接触的恒温水箱上，会造成整体设备发热，延长了热平衡及测量所需的时间。采用R&D设备测试时，需要30分钟。本实用新型在对有传热零件的地方进行了多级隔热处理，使用了隔热材料做成的器件，将上测头4的热量不通过试样21以外的方式传递，设备不会发热，测量时间能降低为10分钟，.减少了测试时间。

检测试样21上下表面温度的温度测量元件12、11分别安装于测头4、5侧面的孔内，其安装位置非常接近测头端面，其位置尺寸趋近于机械加工的极限，可检测试样下部最接近真实值的温度值，且检测元件直径小于2mm，也尽大程度减小了其本身尺寸对热传导的影响，趋近于真实值措施。

综上所述，本实用新型能提高测温重复性，缩短测试时间，最大程度趋近于真实值的测定设备，解决了现有技术的不足。本实用新型结构简单，可靠，成本低。

附图说明

图1为本实用新型热导率测定设备的示意图。

图2为图1中的放样窗3等件的放大正面视图(其余外部零件未示出)。

图3为图2的立体图。

图4为图2的右视图。