[发明专利]一种用于大型砌块导热系数的测试装置及测试方法

说明书

本发明公开一种用于大型砌块导热系数的测试装置及测试方法，属于材料性能测试技术领域，装置包括箱体，箱体内设有用于固定试样的试样托盘和用于测量试样导热系数的探头，试样托盘的上方设置有用于压紧探头的绝热块；探头通过探头调整机构固定，探头调整机构能够在不开启箱体的情况下更改探头的测量位置。本发明能够在相对封闭的情况下完成大型砌块的单点和/或多点导热实验，并在不受环境扰动的情况下更换测量位置；满足不同形状、厚度的大型砌块试样对多点位导热系数测定的要求，尤其是扇形砌块，可对砌块试样各个位置的导热系数进行全面的测定，从侧面反映出砌块整体的均匀性，为处置库和缓冲材料设计提供参数依据，实用性强。

技术领域

本发明属于材料性能测试技术领域，涉及高放废物地质处置缓冲/回填材料导热性能的测试，特别是涉及一种用于大型砌块导热系数的测试装置及测试方法。

背景技术

高放废物深地质处置库中的高放废物(高水平放射性废物)释热将引起废物体、包装容器、缓冲材料和围岩中温度的升高，导致处置库内缓冲/回填材料和围岩产生应力变化及材料矿物成分和性能的改变。作为高放废物衰变热向处置库围岩传递的导体，缓冲/回填材料(膨润土及其添加剂)的导热性影响温度场的形成和热应力的分布，是废物罐中产生的衰变热能否有效传递的控制参数，也是处置库温度设计的重要依据。导热系数是高放废物处置系统设计的最关键参数之一，因此获得缓冲/回填材料的导热系数是非常重要的。

目前，已经发展了大量的导热测试方法与系统，但大量试验测试表明，针对缓冲回填材料砌块来说，使用基于瞬态面源法的HotDisk热常数分析仪，来快速、准确的测定膨润土试样的导热系数是适宜的。但是，已有的测试方法都是基于室内小型试验样品，其样品尺寸也不超过几厘米，远远不能满足大型砌块(几十厘米甚至更大)的样品测试需要。同时，已知的导热系数测试方法也无法测试大型扇形砌块各个位置的导热系数，无法全面掌握大型砌块各个部位的各向异性参数。因此如何提供一种可用于大型、扇形砌块导热实验的测试装置和方法，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于大型砌块导热系数的测试装置及测试方法，可以对大型的扇形砌块开展单点和多点的导热系数测试，为处置库和缓冲材料设计提供参数依据，进而解决上述现有技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种用于大型砌块导热系数的测试装置，包括箱体，所述箱体内设有用于固定试样的试样托盘和用于测量试样导热系数的探头，所述试样托盘的上方设置有用于压紧所述探头的绝热块；所述探头通过探头调整机构固定，所述探头调整机构能够在不开启箱体的情况下更改所述探头的测量位置。

可选的，所述探头调整机构包括滑动安装于所述箱体内的滑动体A和滑动安装于所述滑动体A上的滑动体B，且所述滑动体A的滑动方向垂直于所述滑动体B的滑动方向；所述滑动体B的前端安装用于夹持所述探头的夹具。

可选的，所述滑动体A的上表面设置有滑轨，所述滑动体B与所述滑轨滑动连接；所述滑动体B的上方设有表面设置齿轮的轴I，所述滑动体B的上表面设置为与所述轴I啮合的齿轮面；所述轴I的一端连接X向调节手柄，转动所述轴I能够驱动所述滑动体B沿所述滑轨移动。

可选的，所述箱体内设有表面设置蜗杆纹路的轴II，所述滑动体A套设于所述轴II外部并与所述轴II螺纹连接；所述轴II的一端连接Y向调节手柄，转动所述轴II能够驱动所述滑动体A沿所述轴II移动。

可选的，所述箱体内设置有与所述轴II平行的轴III，所述轴III贯穿所述滑动体A，用于确保所述滑动体A平行移动。