[发明专利]智能式多功能传热参数测量仪

说明书

本发明涉及一种通过温度的测试在工业现场进行传热参数测量的仪器，尤其涉及一种同时对导热系数、热阻、热流量、设备内流体的温度以及环境放热系数测量的仪器。

现有的传热参数测量仪，一般都只能测量一、两个参数，而不能同时进行多个参数的测量。例如，专利CN87213622U(公告日：1988年7月27日)，只是涉及一种对材料导热系数进行测量的仪器，其测量原理是：在测试时，将一根热阻丝设置于被测材料内，然后通电加热，通过焊在被测材料内的热阻丝上的热电偶取出被测材料的温度信号，输入给信号处理器，再由仪器自身的专用微机系统给出测量值。

此外，现有的传热参数测量仪一般都不能用于现场测量，或存在某些明显的缺点。目前，尚未发现可在工业现场实测保温材料或设备的导热系数λ和热阻R的测量方法和仪器。在工业现场中有两种测量热流量(Q)的方法：一种是采用“热流片”直接进行热流量测量，即将“热流片”紧贴被测物表面，通过测“热流片”两端的电压乘换算系数，即得出热流量值，但因接触不良和环境风速影响，测量误差大；另一种是将已知导热系数的标准材料贴在被测对象上，通过测标准材料两面的温差，计算出热流量，但此法只能测出热流量这一种参数。测量管道内流体温度的方法虽有很多，但都必须通过预先安装在管道上的测温仪表进行测量，因而对于带有较厚保温层的长距离管线上(如输油管线或蒸汽管线)任意一段管内流体的温度测量是很困难的，除非把保温层扒开，把测温敏感元件放到保温层与管道之间，通过测管道外表的温度来间接地代表管内温度，但这样做不仅破坏了管线原来的外表，而且测量结果不准确，操作也很不方便，所以非万不得以不这样做，环境放热系数(αO)是在实验室中，应用标准仪器，做大量测试实验，然后将结果制成表格供使用时查找。由于环境放热系数是热传导、热对流和热辐射三种基本传热方式的综合表征，受影响的因素十分复杂，设计时所用的给定条件与实际环境往往相差较大，所以查表得到的环境放热系数与实际值不可避免地存在一定的误差，目前还未看到有实测环境放热系数(αO)的方法和仪器。

本发明的目的在于提供一种高度智能化的、多功能的、使用简单方便的、便携式的传热参数测量仪器，从而克服了现有的测量仪器功能少且不能同时进行多种传热参数的现场测量的缺点。

本发明的测量仪器可同时进行下述多种传热参数的测量：

(1)测量现场的实际综合热阻(R)；被测材料工作温度下的综合导热系数(λ)；若被测介质温度可调，还可测量出导热系数随温度变化的导热系数方程(λ=A+B.Tcp)中的A,B值；

(2)不破坏保温管道或设备原外表的情况下，从保温层外测知管道或设备内部流体的实际温度(Tf)；

(3)测量现场实际的环境放热系数(αO)；

(4)测量实际管道或设备的热损失流量(Q)；

此外，还可同时提供以下经济分析数据：

(5)实际系统一定时期的热损失，并分别以标煤、标油或人民币表示；

(6)结合实测传热参数，自动计算最经济的热阻，并与实际热阻比较，为节能改造提供依据；

(7)对实测传热参数提出多种节能改造方案，并对各种方案进行优化经济分析，包括投资额和回收期分析等；

(8)用实际系统和标准探头作为实验系统，可用于测量其它保温材料的导热系数(λ)。

本发明的目的可通过以下的方式来达到：一种智能式多功能传热参数测量仪，由探头组、信号预处理单元和数据处理单元组成。其中探头组包括一个主探头和两个辅探头，其作用是将被测量转换成测量信号。三个探头分别通过补偿导线与信号预处理单元连接，信号预处理单元通过多芯电缆与数据处理单元连接。

所说的主探头由具有已知热阻的标准材料和能测其两面的表面温度的测温元件组成。标准材料可选用有机保温材料或无机保温材料，其基本要求是易于加工成型，易于紧贴在被测对象的表面，并预先知道其导热系数方程。有机保温材料可用聚乙烯泡沫材料、聚氨基甲酸酯泡沫材料、聚苯乙烯泡沫材料；N.B.R橡胶发泡材料、软木等。无机保温材料可用发泡玻璃、超细玻璃棉、硅酸钙、膨胀珍珠岩、水泥膨胀珍珠岩、沥青膨胀珍珠岩、沥青玻璃棉毡、矿渣棉、沥青矿渣棉毡、泡沫水泥、加气混凝土等。测温元件可用表面热电偶、热电偶、各种热电阻、热敏电阻、水银温度计、液体膨胀温度计、以及各种温度变送器等，其基本要求是易于测量探头中的标准材料两表面的温度，两个辅探头均由测温元件组成，分别用于测量被测对象的表面温度和环境温度，两辅探头的测温元件可选用与主探头相同的任何一种类型。