[发明专利]基于瞬态法的固体界面接触换热系数测量方法和装置

摘要

一种基于瞬态法的固体界面接触换热系数测量方法和装置。本发明将杠杆加载装置2与压力变向节4、定心圆球11、低温试样连接杆6，低温试样14自上而下依次连接，由定位块预先承受压力，螺纹传动轴20经高温试样支撑杆17将高温试样15推出加热炉，接触并顶起低温试样14，使压力转移到接触面。加热炉控温热电偶13与程控表相连，程控表输出端并联后经RS232转换器与工控机26相连，测温热电偶16与前置多路选通放大器23、A/D转换板25依次连接，对测点温度信号进行实时采集处理，应用反传热算法编写FORTRAN计算模块。本发明的效果是测量温度高，采集速度快，测量原理切合实际，适用于固态热加工研究领域。

主权项

1、基于瞬态法的固体界面接触换热系数测量装置，其特征在于，由上支撑板(1)、杠杆加载装置(2)、直线轴承(3)、压力变向节(4)、定滑轮机构(5)、低温试样连接杆(6)、低温加热炉(7)、高温加热炉(8)、滑轮带定位销(9)、传动轴套筒(10)、定心圆球(11)、卡环(12)、控温热电偶(13)、测温热电偶(16)、高温试样支撑杆(17)、下支撑板(18)、螺纹轴套(19)、螺纹传动轴(20)、低温程控表(21)、高温程控表(22)、前置多路选通放大器(23)、DB-37电缆线(24)、A/D转换板(25)、工控机(26)、滑杆(27)、加热炉托(28)和定位块(29)组成，压力变向节(4)的支点和杠杆加载装置(2)中砝码重力方向的力臂比为1：5，低温试样(14)和高温试样(15)直径为φ10mm～φ25mm，高度为40mm～100mm，低温试样(14)和高温试样(15)为可选择的金属固体材料，将八根测温热电偶(16)分别置于低温试样(14)的四个孔和高温试样(15)的四个孔中，孔深度为试样直径的一半，测温热电偶(16)的直径为φ1.0±0.003mm，每个试样上的孔间距为9.5mm～10.5mm，靠近接触面的孔与接触面的距离为2.9mm～3.1mm，孔直径为φ1.0mm～1.2mm，高温试样(15)置于高温支撑杆(17)端面的凹槽内，带凸块的高温试样支撑杆(17)置于螺纹传动轴(20)端面的凹槽内，侧面凸块与传动轴套筒(10)内侧的凹槽对齐，杠杆加载装置(2)与压力变向节(4)、定心圆球(11)、低温试样连接杆(6)、低温试样(14)依次连接，低温试样(14)置于低温试样连接杆(6)端面的凹槽内，定心圆球(11)位于其另一端面与压力变向节(4)端面的球面凹槽处，外侧由直线轴承(3)约束，低温加热炉(7)和高温加热炉(8)上电阻丝的接线柱分别与低温程控表(21)和高温程控表(22)负载输出端相连，试样加热时置于炉膛中心处，低温加热炉(7)可以在一定距离内沿直线运动，将八根测温热电偶(16)补偿导线的正负极分别与前置多路选通放大器(23)的相应输入通道连接，通过DB-37电缆线(24)把前置多路选通放大器(23)与工控机(26)内插的A/D转换板(25)各自的37针脚接口相连，控温热电偶(13)插入加热炉内部，其补偿导线正负极分别与程控表输入端正负极相连，再将每个程控表的输出端并联后通过RS232转换器接到工控机(26)的串口上，测温热电偶(16)、带温度补偿电路的前置多路选通放大器(23)与A/D转换板(25)依次连接；螺纹传动轴(20)、高温试样支撑杆(17)、高温加热炉(8)、高温试样(15)、低温加热炉(7)、低温试样(14)、低温试样连接杆(6)、定心圆球(11)和压力变向节(4)的轴线位于同一条中心线上。