[发明专利]一种棒体材料导热系数测量装置及测量方法

摘要

本发明公开一种棒体材料导热系数测量装置，通过在待测棒体材料高温端的隔热层中间加入热保护加热器并对热保护加热器进行温度控制，同时在待测棒体材料冷却端使用半导体制冷片使得待测棒体材料低温端的温度为环境温度，从而减小待测材料与隔热层的温差和待测材料非测量方向的热量传递，在测测量过程中，通过控制可控硅调功模块来调节主加热器与热保护加热器的功率，并通过测温模块将各测温点的温度值采集并传递给监测模块，通过监测模块根据主加热器额定功率与环境温度以及各个测温点的温度，可得到待测棒体材料的导热系数。本发明的优点为：有效提高隔热结构的隔热效果，减小待测棒体材料径向热损失；提高了棒体材料导热系数的测量精度。

主权项

一种棒体材料导热系数测量装置，包括装置部分与监测控制部分；装置部分用来安装待测棒体材料，通过监控部分实现待测棒体材料导热系数的测量；其特征在于：装置部分包括隔热结构、安装平台、主加热器、热保护组件、散热器与制冷器；在安装平台上设置有顶部封闭的筒状隔热结构；隔热结构底端面与安装平台贴合，使隔热结构内部形成密封的用来放置待测棒体材料与标准试样的空腔；隔热结构内部顶面上固定安装有主加热器，主加热器用来对待测棒体材料高温端加热；主加热器的加热面上安装有加热垫片，用来将主加热器产生的热量在加热垫片底面形成均一的温度，使待测棒体材料上部体积内热流均匀；制冷器固定安装在安装平台上，制冷器与隔热结构内部顶面相对，制冷器通过安装在安装平台底面上的散热片进行散热；所述热保护组件包括辅加热器和热保护垫片；热保护垫片为筒状结构，设置在隔热结构内部周向上，热保护垫片顶端面与待测棒体材料高温端的测温点所在水平平面共面，底端面与待测棒体材料低温端的测温点所在水平平面共面；所述待测棒体材料高温端的测温点与待测棒体材料低温端的测温点均选取在待测棒体材料外壁周向上；热保护垫片外壁上安装有辅加热器；所述监控部分包括控制模块、可控硅调功模块、温度采集模块、监测模块与控制。其中，控制模块用来向可控硅调功模块发送主加热器与辅加热器的功率控制信号，从而控制可控硅调功模块调节主加热器与辅加热器的输出功率；所述温度采集模块实时采集待测棒体材料与标准试样上的各测温点的温度数据，并通发送给监测模块；监控模块用来对接收的温度数据进行显示、保存，且根据测量装置整体达到热平衡时接收到的各个测温点的温度数据，以及在监测模块中输入的环境温度与主加热器额定功率得出待测棒体材料的导热系数。