[实用新型]一种超声波测材料相变温度/相变率装置

说明书

本实用新型公开了一种超声波测材料相变温度/相变率装置。该装置包括超声波发射/接收装置，可控温加热装置、温度测量装置和电脑四部分组成。所述超声波发射/接收装置包括超声波产生发射部分和超声波接收部分；所述可控温加热装置包括电加热丝和部分保温承装容器；所述温度测量装置包括两组热电偶，分别测量容器内空气层温度和相变材料温度；所述电脑用于记录温度变化和计算超声波走过路程。本实用新型利用超声波走过的路程来计算得待测材料相变的体积变化，联合热电偶测得的温度变化，得到待测材料的相变温度曲线和相变率。

技术领域

本实用新型涉及一种超声波测距装置，尤其涉及一种超声波测量液位高度变化计算体积变化率和温度变化的装置。

背景技术

超声波因其指向性强，且能量消耗缓慢的特点，在介质中的传播距离大，故在工程上常用于进行距离的测量。相对于红外线灯测距方式，超声波对磁场、光线和色彩等敏感度较低，更适合于更恶劣环境下进行工作。但其传播速度受温度影响较大，在进行精度较高的距离测定时，需要对其进行校正。

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度，便于将数据导入计算机记录处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超声波测材料相变温度/相变率装置，利用热电偶测得物质发生相变时的温度变化曲线，以及空气介质的温度，利用超声波测得物质发生相变时的体积变化率，计算得到相变率。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种超声波测材料相变温度/相变率装置，包括可控温加热装置、相变材料热电偶、介质温度热电偶，保温承装容器、超声波发生/接收装置和电脑；所述可控温加热装置包括内置电热丝、电源线和底板；所述电热丝通过电源线与外部电源连接，所述可控温加热装置与保温承装容器之间设置有底板，所述保温承装容器上方设置有超声波发生 /接收装置；所述保温承装容器内承装有待测相变材料及油层，形成油-相变材料界面和油-空气界面；所述保温承装容器内外壁之间填充有聚氯乙烯泡沫作为保温材料；所述油-相变材料界面下方即待测相变材料中设置有相变材料热电偶，所述油-空气界面上方设置有介质温度热电偶；所述相变材料热电偶与介质温度热电偶分别通过导线与电脑连接，所述电脑与超声波发生/接收装置连接。

所述超声波发生/接收装置，该装置既可发生并发射超声波，又可接收超声波，并将信号通过导线传达到电脑；所述电脑记录下超声波发射/接收时间；

上述装置中，所述底板的上表面具有较弱的反射超声波的能力，在超声波直接发射到其上时，可较好地反射超声波；在表面有液层阻挡时，到达底面的超声波几乎不能被反射。

上述装置中，底板是铜制材料，熔点高且导热性能好。电热丝通电后发热，将电能转化为热能，通过热传导将热量依次传给底板和相变材料，相变材料内部传热，达到相变温度后熔化。

上述装置中，所述油与待测相变材料不相溶，流动的油品使待测材料表面凹凸不平的表面变得平整，且油相的沸点高于相变材料的熔点，油的密度要小于该相变材料，油相始终在上层，相变材料在下层。

上述装置中，所述电脑和相变材料热电偶、介质温度热电偶和超声波发生/接收装置相连接。

上述装置中，所述保温承装容器的内横截面积一定，保证材料相变时体积变化量△V和油-相变材料界面、油-空气界面高度变化量△ h成线性关系。

上述装置中，保温承装容器的中下段有一圈的绝热卷材料，可有效地绝热，阻碍热量沿容器壁从相变材料传导到空气介质。

上述装置中，所述超声波发生/接收装置每隔一极端时间便发射一束超声波，超声波被油-空气界面反射被接受装置接收，电脑记录下此时的时间。