[实用新型]固体动态导热系数测量装置及测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及固体材料热物性测量技术领域，具体涉及一种动态导热系数测量装置以及具有该动态导热系数测量装置的动态导热系数测量系统。

背景技术

导热系数是衡量材料导热性能的物性参数，是材料在各个领域中应用设计时不可缺少的数据。例如飞行器设计中防热材料的导热系数就是防热系统研究设计中的重要输入参数。

目前，导热系数因物质成分、质地、结构的不同，大多数材料的导热系数难以通过理论计算准确得到。试验方法几乎成为确定材料导热系数的唯一途径。目前应用较为广泛的为热探针法、瞬态平板热源法等，但是基于这些方法的测量装置难以实现不同温度下导热系数的同步测量，例如基于瞬态平板热源法的Hot Disk分析仪测量室温下的导热系数比较容易，但是测量不同温度下的导热系数就需要创造不同的温度环境分次测量，每次测量时为保证材料的温度与环境温度一致，需要将材料在创造的环境装置中放置很长时间。此外，目前也没有能够实现高温导热系数测量装置的明确技术报道，而在飞行器设计等领域获得材料的高温导热系数对提高设计精度是非常重要的。

因此，尽管固体导热系数的测量装置较多，但是现有的测量装置较难实现固体导热系数的动态测量，并且难以对材料的高温热导率进行测量。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有测量装置难实现固体导热系数的动态测量，并且难以对材料的高温热导率进行测量的问题，提供了一种能够实现对固体材料不同温度下导热系数动态测量、固体材料高温导热系数测量和固体材料不同深度温度测量的固体动态导热系数测量装置及测量系统

本实用新型是这样实现的：

一种固体动态导热系数测量装置，包括石英灯、多功能隔热装置和多层温度测量装置；石英灯位于多功能隔热装置和多层温度测量装置上方；待测样件和多层温度测量装置均位于多功能隔热装置内部，多层温度测量装置固定在待测样件内部。

如上所述的多功能隔热装置整体为水池形结构，底部开有通孔；多功能隔热装置的深度大于等于待测样件的高度。

如上所述的多功能隔热装置采用热导率小于等于0.05W/m·k，耐热温度大于等于1000℃的材料制成。

如上所述的多层温度测量装置包括测温塞和测温传感器；测温塞整体为中空的圆柱体形，外表面与待测样件通过密封胶固定连接；测温传感器布置在测温塞内部的轴线上；热电耦线连接在测温传感器的两端，热电耦线伸出测温塞并经多功能隔热装置底部的通孔伸出多功能隔热装置。

如上所述的测温塞采用与待测样件相同的材料制成；测温传感器大于等于三个，沿测温塞内部的轴线自上而下依次布置。

一种采用上述的固体动态导热系数测量装置的固体动态导热系数测量系统，它还包括加热电源、计算机系统和温度采集装置；加热电源的一端与计算机系统的一端连接，热电源的另一端与固体动态导热系数测量装置的石英灯连接；计算机系统的另一端与温度采集装置的一端连接；温度采集装置的另一端与固体动态导热系数测量装置的热电耦线连接。

如上所述的加热电源采用北京北整电器有限公司生产的K9DF型三相200V5A加热电源电器柜实现，计算机系统采用PC机实现，温度采集装置采用Agilent公司生产的34980A型多通道温度采集仪实现。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的固体动态导热系数测量装置包括石英灯、多功能隔热装置和多层温度测量装置，可以很好地对待测样件进行非接触一维近似加热，以便得出更准确的测量结果，并且可以进行高温及不同温度下导热系数的测量。待测样品可以是任何成型的固体材料，测量范围较广。

具有上述导热系数测量装置的测量系统还包括加热电源、计算机系统和温度采集装置，可精确测量不同温度下待测样品的导热系数，一次测量可获得待测样品不同温度下的导热系数，测量方便且节省成本。

本实用新型成功解决了固体材料不同温度下导热系数动态测量的难题，为固体材料动态导热系数测量提供了一种成本低廉且可靠的解决方式。

附图说明

图1是本实用新型的固体动态导热系数测量装置的结构原理图；

图2是本实用新型的固体动态导热系数测量系统的结构原理图。

其中：1.石英灯，2.多功能隔热装置，3.待测样件，4.多层温度测量装置，5.测温塞，6.测温传感器，7.热电耦线，8.固体动态导热系数测量装置，9.加热电源，10.计算机系统，11.温度采集装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。