[发明专利]大体积β量热计校准装置温控层的灌封工艺

说明书

技术领域

本发明涉及核材料含量测量领域，具体是一种大体积β量热计校准装置温控层的灌封工艺。

背景技术

大体积β量热计是用于我国核材料含量测量的重要设备，在我国核材料的生产和衡算管理中发挥着重要的作用。为实现对大体积β量热计的校准，我们研制了等温型的校准装置，其中量热单元是其中的核心部件。如图1所示为量热单元结构示意图，其附图标记对应的名称为：1-测量腔室，2-温控Ⅰ层，3-温控Ⅱ层，4-温控Ⅲ层，5-恒温区外层，6-填充媒质，7-气体冷却室，8-包壳，9-下绝热块，10-密封盖，11-上绝热块；它是由四层管体构成的恒温系统，四层管体间分别填充不同的导热介质，在温度外高内低的工作条件下实现测量腔热量均匀地向外层传递，从而为发热功率的测量提供硬件环境。

依据校准装置量热单元的设计要求，为保证校准装置的测量精度和测量下限，温控Ⅰ、Ⅱ层间填充材料的导热系数应小于0.038W/(m·K)，最终选取聚胺脂泡沫作为填充材料；其余各层为恒温控制层，其间的导热系数应大于0.5W/(m·K)，最终选取导热硅橡胶作为填充材料。由于量热单元结构的特殊性，为轴向大尺寸径向小夹层（轴向尺寸为1210mm，径向间隙为45mm，）各管体同轴度要求高（小于1mm），并在管体上绕有多根电阻丝，最细的0.04 mm，市场上现有的发泡工具和方法均不能满足这里特殊结构的需求。

目前的市场上现有的硬泡发泡按成型方式分喷涂和浇注，喷涂适合各类材料表面发泡，适合房屋建筑的保温，浇注发泡分手工发泡和机械发泡，主要用于聚氨酯板材或填充物发泡，发泡都是在室温下发泡，无温控加热等手段，对于量热单元这种结构的很难一次发泡成性，目前市场上工艺发泡的高度一般小于60cm，无引流等工具，容易倒入到其他管体间，机械发泡容易弄断电阻丝和引起电阻丝和管体的形变，无多管体间发泡技术。

发明内容

本发明提供了一种大体积β量热计校准装置温控层的灌封工艺，解决了目前的发泡工具和方法无法满足量热单元特殊性结构的需求的问题。

本发明为解决技术问题主要通过以下技术方案实现：大体积β量热计校准装置温控层的灌封工艺，包括以下步骤：（a）聚氨酯层灌封，所述步骤（a）的具体过程如下：

（a1）将温控Ⅰ层管体和温控Ⅱ层管体安装在底座上，并使底座将温控Ⅰ层管体和温控Ⅱ层管体的下端密封，温控Ⅰ层管体的外壁与温控Ⅱ层管体的内壁之间形成聚氨酯填充区；

（a2）在温控Ⅱ层管体上均匀缠绕电加热丝，使温控Ⅰ层管体与温控Ⅱ层管体形成的聚氨酯填充区的温度恒定在40℃~60℃；该步骤之所以将温度恒定在40~60℃，是因为温度过高或过低都存在一定问题，如果温度过低发泡速度过慢，发泡不能一次成型，而温度过高，发泡速度太快，来不及盖上顶盖，发泡不均匀，经过大量的试验证实，当温度恒定在40~60℃时，对于发泡来说是较佳的。

（a3）将待发泡的原料混合后，倒入温控Ⅰ层管体与温控Ⅱ层管体形成的聚氨酯填充区内，并在5秒内用带有若干排气孔的顶座将温控Ⅰ层管体与温控Ⅱ层管体的上端密封；

（a4）在室温下对发泡后的聚氨酯层进行熟化；

（b）硅橡胶层灌封，所述步骤（b）的具体过程如下：

（b1）将温控Ⅲ层管体安装在底座上，并使底座将温控Ⅲ层管体的下端密封，温控Ⅲ层管体的内壁与温控Ⅱ层管体的外壁之间形成硅橡胶填充区；

（b2）硅橡胶制备：按质量比100：100取GM-480硅橡胶和GM-480固化剂，将GM-480硅橡胶加入塑料烧杯中，再加GM-480固化剂，搅拌均匀，然后将塑料烧杯放入真空干燥器里，进行真空排气；

（b3）采用引流工具将完成真空排气后的硅橡胶灌注于硅橡胶填充区内；

（b4）在室温下对硅橡胶进行固化；

（b5）将恒温层管体安装在底座上，并使底座将恒温层管体的下端密封，恒温层管体的内壁与温控Ⅲ层管体的外壁之间同样形成硅橡胶填充区；

（b6）重复步骤（b2）~（b4），完成硅橡胶的填充。

进一步地，所述步骤（a2）中，聚氨酯填充区的温度恒定在40℃~60℃的时间等于或大于1个小时。

进一步地，所述步骤（a3）的具体过程如下：

（a31）根据聚氨酯填充区的体积和发泡密度，计算出所需的二苯基甲烷-4、4^‘-二异氰酸酯、组合聚醚的量；

（a32）按质量比1:1取二苯基甲烷-4、4^‘-二异氰酸酯、组合聚醚，倒入混合杯中搅拌均匀，得到混合物；