[发明专利]一种描绘温度场分布的实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及教学实验仪器技术领域，尤其涉及一种描绘温度场分布的实验装置。

背景技术

传热学是研究温差引起的热量传递规律的科学，其中，温差是热传递的驱动力，自然界和生产技术中到处存在着促使热量传递的温差，而温度场的大小和方向，决定了热传递速度的大小与方向。

但是，在实验教学中，一般都是通过数值模拟软件来描绘温度场分布。这种方式因无法满足直接定量测量的要求，导致学生难以获得直观的感受，从而也无法获得预期的教学效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种直观、结构简单、成本低廉的描绘温度场分布的实验装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种描绘温度场分布的实验装置，该装置包括水浴槽、记录板、金属板、加热单元、探针、红外温度传感器和支架，所述记录板通过立柱设于所述水浴槽的上方，所述水浴槽的侧壁内具有空腔，所述水浴槽的上部和下部分别设有与所述空腔连通的出水口和进水口，所述金属板设于所述水浴槽的底部，且所述金属板的边缘插设在所述空腔中，所述金属板的中心与所述加热单元连接，所述支架设于所述水浴槽的外侧，所述探针通过所述支架悬置于所述记录板的上方，所述红外温度传感器通过所述支架悬置于所述记录板和所述金属板之间，所述金属板由热传导各向同性的金属构成。

其中，所述进水口和所述出水口相对设置。

其中，所述加热单元为插设在所述金属板的中心的加热棒。

其中，所述支架包括主架、第一横杆和第二横杆，所述第一横杆的第一端与所述主架连接、第二端与所述探针连接，所述第二横杆的第一端与所述主架连接、第二端与所述红外温度传感器连接。

其中，所述主架的底部设有多个脚轮。

其中，所述第一横杆和所述第二横杆上沿长度方向均设有滑槽，所述主架上设有可滑动的嵌设在相应的所述滑槽中的滑块，所述第一横杆的第一端通过连接杆与所述第二横杆的第一端连接。

其中，还包括具有显示屏的控制台，所述加热单元和所述红外温度传感器均与所述控制台连接。

其中，还包括与所述控制台连接的第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测所述金属板的中心的温度。

其中，还包括分别与所述控制台连接的水泵和第二温度传感器，所述进水口通过所述水泵与水管连接，所述第二温度传感器设于所述空腔内。

其中，所述控制台上设有电源开关、参数减小键、参数增加键、参数设定键、控制选择键、电源指示灯和加热指示灯。

本发明结构简单、成本低廉、操作便捷，通过利用加热单元、在空腔中充注冷却水就可使金属板的中心和边缘分别保持恒定的高温和低温，进而就可在金属板上形成恒定温度场；然后，通过移动支架来带动红外温度传感器移动，就可探测出金属板上与所需温度值相同的点，再通过按压随之同步移动探针就可将该点标记在记录板上，进而就可描绘出等温线，从而整个过程既便于学生直接定量测量又直观。

附图说明

图1是本发明实施例的一种描绘温度场分布的实验装置的剖视图；

图2是本发明实施例的一种描绘温度场分布的实验装置的正视图；

图3是本发明实施例的一种描绘温度场分布的实验装置中支架的示意图。

附图标记：

1、水浴槽；1-1、空腔；1-2、进水口；1-3、出水口；

2、金属板；3、加热单元；4、记录板；5、支架；

5-1、第一横杆；5-2、第二横杆；5-3、主架；5-4、滑槽；

5-5、连接杆；6、红外温度传感器；7、探针；8、控制台；

8-1、显示屏。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。