[发明专利]一种智能固体比热容测量仪

说明书

本发明涉及一种智能固体比热容测量仪，通过称重器、测温组件、量热器，配合控制显示装置，通过简单的操作，即可自动计算得到待测物的比热容。由于控制显示装置可全程采集实时数据，例如通过单片机定时器进行计时，并通过内温度传感器实时测温，解决由于混合过程中的温度在短时间内变化很大，用停表记录对应时刻的温度变化，难度大，常造成测量误差的问题。本发明设置基于电机驱动的搅拌器，利用电机的带动搅拌机构进行搅拌，以替代人工搅拌，进而提高实验的可靠度，提高准确性，方便实用。

技术领域

本发明涉及量热学领域，更具体地说，涉及一种智能固体比热容测量仪。

背景技术

比热容亦称比热，是指单位质量物质的热容量，也是特定粒子(电子、原子、分子等)结构及其运动特性的宏观表现。比热容是化学家和物理学家共同关心的一个问题。比热容的测量对了解晶格振动、电子能带结构和能态密度、磁性材料中磁性离子的能级、固体中的相变(正常态和超导态转变)等都是有力的工具。不少科学家在测量比热容及有关理论方面作出过贡献。

在日常生活中，混合法测固体比热容是最常用的方法。测量者利用停表、温度计、搅拌棒、量热器、物理天平、待测物进行实验测量。其缺点是：

(1)人工用物理天平测量质量，过程繁琐。

(2)由于混合过程中的温度在短时间内变化很大，用停表记录对应时刻的温度变化，难度大，常造成测量误差的问题，还需要多人配合测量，记录实验数据。

(3)人工利用搅拌棒进行搅拌，难以把握搅拌速度，导致传热不均匀，此外搅拌棒与外界接触，导致量热器内的热量散失，测量误差增大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，减小了实验误差，使实验更加操作简单，方便安全，准确智能化，并且实用性高的智能固体比热容测量仪。

本发明的技术方案如下：

一种智能固体比热容测量仪，包括量热器、搅拌器、测温组件、称重器、控制显示装置，搅拌器的搅拌机构设置于量热器内；测温组件包括外温度传感器、内温度传感器，外温度传感器设置于量热器外，内温度传感器设置于量热器内；量热器放置于称重器上；测温组件、称重器与控制显示装置连接，控制显示装置接收测温组件、称重器的检测数据，计算得到固体比热容，并进行显示。

作为优选，量热器包括外筒、中间保温层、内筒，内筒的材质与搅拌器的搅拌机构相同。

作为优选，搅拌器还包括电机、电机开关，搅拌机构与电机的输出轴连接，通过电机开关控制电机。

作为优选，量热器开设有顶部开口，顶部开口通过顶盖密封，电机固定于顶盖外，搅拌机构从顶盖穿入至量热器内。

作为优选，测温组件还包括数据线，数据线从顶盖穿入至量热器内，外温度传感器、内温度传感器分别连接于数据线上，分别通过数据线支撑并设置于量热器外与量热器内。

作为优选，称重器包括依次连接载物板、压力传感器、底座，控制显示装置接收压力传感器的检测数据。

作为优选，控制显示装置包括显示模块、按键选择模块，按键选择模块包括若干按键开关，分别对应开始功能、复位功能、称重功能、测温功能、显示功能。

作为优选，计算固体比热容的方法如下：

已知量热器与伸入量热器内的部分测温组件的总热容为C，量热液的比热容为c₀，测得量热器中的量热液的质量为m₀，待测物的质量为m，初始温度为t₂，量热液的初始温度为t₁，待测物投入量热液后，混合温度为θ；