[发明专利]加速量热器及其系统

说明书

一种加速量热器，包括一绝热炉体及一发射微波用的微波发生器，该绝热炉体包括一腔体及包围该腔体的一加热层，该加热层上开设有一微波导波口，该微波导波口用于将该微波发生器产生的微波导入至该腔体内以加热该加热层至第一温度T1。该腔体内还设有一热电阻及搁放样品的一样品架，该热电阻插入该样品内部并加热该样品至第二温度T2，且该第一温度T1与该第二温度T2相同以在该样品周围形成绝热环境。该加热层的材料为碳化硅陶瓷、石墨及铁氧体中的一种或多种。本发明提供的加速量热器通过微波辐射加热碳化硅陶瓷，使绝热腔体温度与样品温度一致，达到良好的绝热效果。本发明还提供了一种加速量热器系统。

技术领域

本发明涉及材料及器件检测领域，具体涉及一种加速量热器及其系统。

背景技术

加速量热仪(Accelerating Rate Calorimeter，ARC)最早由美国陶氏化学公司在上世纪七十年代发明并推广，目的在于获取危险品、含能材料/器件等在热失控过程中的温度、压力等量化信息。加速量热仪基于绝热原理设计，可使用较大的样品量，灵敏度高，能精确测得样品热分解初始温度、绝热分解过程中的温度、热失控起始温度、以及压力随时间的变化曲线。相比较差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry,DSC)和差热分析法(Differential Thermal Analysis,DTA)，加速量热仪具有样品多样化、温控灵敏度高的优点。

然而国内外商业化的加速量热仪都采用热电阻或是辐射加热的方式，这两种加热方式导致热量流损严重、能耗大、信号响应速率慢、信号延迟等缺陷，在实际应用中需要较长时间的信号校准过程。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种加速量热器及其系统，以解决至少一个上述存在问题。

一种加速量热器，包括一绝热炉体及一发射微波用的微波发生器，所述绝热炉体包括一腔体及包围所述腔体的一加热层，所述加热层上开设有一微波导波口，所述微波导波口用于将所述微波发生器产生的微波导入至所述腔体内以加热所述加热层至第一温度T1；

所述腔体内还设有一热电阻及搁放样品的一样品架，所述热电阻插入所述样品内部并加热所述样品至第二温度T2，且所述第一温度T1与所述第二温度T2相同以在所述样品周围形成绝热环境；

所述加热层的材料为碳化硅陶瓷、石墨及铁氧体中的一种或多种。

进一步地，所述绝热炉体还包括设于所述加热层外侧的一第一隔热壁、一与所述第一隔热壁相对的一第二隔热壁及连接所述第一隔热壁与所述第二隔热壁的一第三隔热壁，所述第三隔热壁于所述微波导波口对应位置处设有一开口，所述开口用于允许从所述微波发生器发射的微波进入所述微波导波口。

进一步地，所述第一隔热壁可活动地固定在所述第三隔热壁的一端，且所述第一隔热壁与所述第三隔热壁之间设有一密封垫圈，所述密封垫圈用于封闭所述第一隔热壁及所述第三隔热壁之间的间隙。

进一步地，所第三隔热壁设有一进气口及一出气口，且所述进气口及所述出气口内都设有微波过滤器；所述加速量热器还包括一送气装置，所述送气装置包括一储气瓶、与所述储气瓶相连通的一进气阀门、一出气阀门、及与所述出气阀门相连通的一真空泵，所述储气瓶用于储存气体，所述进气阀门与所述进气口相连通，所述进气阀用于控制气体流入所述腔体，所述出气阀门与所述出气口相连通，所述出气阀门用于控制气体流出所述腔体。

进一步地，所述出气阀门与所述真空泵之间还设有一尾气收集瓶，所述尾气收集瓶用于收集从所述腔体内流出的尾气。

进一步地，于所述样品架附近且贯穿所述第一隔热壁及所述加热层设有一样品加热插孔及一样品温度传感器插孔，所述样品加热插孔用于插入所述热电阻；所述样品温度传感器插孔用于插入一样品温度传感器，所述样品温度传感器用于伸入样品内并感测样品的温度。