专利名称：真空变温管式炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管式炉，尤其涉及一种真空变温管式炉。
背景技术：
线膨胀系数，有时也称为线弹性系数，指温度每变化rc材料长度变化的百分率。 绝大多数物质都有“热胀冷缩”的特性，这是由于物质内部分子热运动加剧或减弱造成的。 这个性质在工程结构的设计中，在机械和仪器的制造中，在材料的加工，如焊接中，都应考虑到，否则，将影响结构的稳定性和仪表的精度。材料的线膨胀是材料受热膨胀时，在一维方向上的伸长。线胀系数是选用材料的一项重要指标。特别是研制新材料，少不了要对材料线胀系数作测定。线膨胀系数测定仪是对固体线膨胀系数的一种直读式测定仪，在生产研发中、大专院校的普通物理实验教学中对物质的热胀冷缩的特性可做出定量考查，并可对铁、铜、铝棒等金属以及其它固体物质的线膨胀系数做精确测量计算，分析影响测量精度的诸因素，观察某些合金材料在金相组织发生变化温度附近，出现线膨胀量的突变现象。测定线膨胀系数，关键测量为测量固体在某一温度范围内的微长量，通常用光杠杆法和螺旋测微法两种方法测量，其实验数据的精确度关键在于测量温度场的均匀性和稳定性。目前， 在基本材料的线膨胀测量方面，变温管式炉的温度控制一般采用冷热两个恒温浴，冷恒温浴的温度在-32°C -28°c之间，热恒温浴的温度在+28°C +32°C之间，在测量时需要保持冷热两个恒温浴的温度不变。测定物质膨胀系数时，首先将被测定物质放入冷恒温浴，大约5 10分钟，物质收缩稳定后，开始测量其收缩线长度，然后将物质放入热恒温浴，大约 5 10分钟，待物质膨胀稳定后，开始测量其收缩线长度。这个过程需要重复一次，然后将测量的收缩长度和膨胀长度带入通用的公式，计算出该物质的线膨胀系数。这种线膨胀仪的操作繁琐，需要将被测物质在冷热环境中来回移动，造成的误差大，测试效率低，很容易影响操作者准确性的判断，导致实验失败，即使实验成功，其实验精度也往往不会高。测试时的恒温控制往往由操作者根据温度器显示出的温度变化及时向预冷却槽中甲醇加入干冰来实现，一方面操作不便，另一方面实验室中用大量甲醇和干冰，甲醇随大量二氧化碳带出，影响人体健康。另外，在测量中保持冷温浴和热温浴恒定在技术操作上难度很大，每次测量得到温度范围十分有限。由上可见，现有采用电阻丝加热虽然获得的温度范围宽，容易变温，但是功率消耗大，温度场均匀稳定性差。采用冷热两个恒温浴虽然温度场均匀稳定性好，但是又具有如下缺陷1)仅可对于冷热两个恒温浴，即冷恒温浴的温度在-32°C -28°c之间，热恒温浴的温度在+28°C +32°C的两个温度区间相对于样品原温度(一般为室温)做定温的线膨胀系数测定；2)无法变温，更无法观察线膨胀量的突变现象。3)设备复杂而庞大，其价高昂。 因此，为了使线膨胀系数测定仪的变温管式炉的温度场均匀稳定，获得的温度范围宽，测量结果精度高，兼顾电阻丝加热和恒温浴加热的优点，有必要对现有的线膨胀系数测定仪的变温管式炉进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种真空变温管式炉，使线膨胀系数测定仪的温度场均匀稳定，获得的温度范围宽，测量结果误差小精度高。本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种真空变温管式炉，包括内层玻璃管和外层玻璃管，所述内层玻璃管和外层玻璃管密封形成中空的圆柱体管，所述内层玻璃管和外层玻璃管之间为真空层，所述内层玻璃管外部涂覆有电加热层，所述电加热层两端引出有贯穿外层玻璃管的电极连接线，所述内层玻璃管内部中空区域为加热区。上述的真空变温管式炉，其中，所述电加热层为PTC陶瓷膜。上述的真空变温管式炉，其中，所述外层玻璃管外部镀有反射银膜。本发明对比现有技术有如下的有益效果本发明提供的真空变温管式炉，通过采用内外两层玻璃管机构设置，内外之间为真空保温层，使得样品可连续变温，连续测量，通过透明玻璃管便于观察线膨胀量的突变现象；内层玻璃管涂覆电加热物质代替现有的电阻丝，从而使线膨胀系数测定仪的温度场均匀稳定，获得的温度范围宽，而且功率只有几十瓦，稳定性更好，测量结果误差小精度高。
图I为本发明的真空变温管式炉剖面结构示意图；图2为本发明的真空变温管式炉断面结构示意图。图中I内层玻璃管 2外层玻璃管 3真空层4PCT陶瓷膜 5反射银膜 6连接线7加热区
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。图I为本发明的真空变温管式炉剖面结构示意图，图2为本发明的真空变温管式炉断面结构示意图。请参见图I和图2，本发明提供的真空变温管式炉内层玻璃管I和外层玻璃管2， 内层玻璃管I和外层玻璃管2密封形成中空的圆柱体管，内层玻璃管I和外层玻璃管2之间为真空层3，所述内层玻璃管I外部涂覆有电加热层，所述电加热层两端引出有贯穿外层玻璃管2的电极连接线6，所述内层玻璃管I内部中空区域为加热区7。上述的真空变温管式炉为内外二层机构，内层玻璃管I为电加热层，外层玻璃管2 具有机构支撑的功能，在内外层之间为真空层3。内层玻璃管I上的电加热物质为PCT陶瓷膜材料4，由于采用玻璃管径向、轴向对称空间涂覆，其热能功效依几何空间处处对称均匀， 从而确保管式炉的温度场均匀。内外层之间的中层为真空保温层设计，以降低热传导，保障管内温度区的温度稳定。外层玻璃管2上镀有反射银膜5，以降低热辐射，从而能进一步提高管内温区的温度稳定性能。在线膨胀系数测定仪测试中，打开电源，通过连接线6加热PCT陶瓷膜(Positive Temperature Coefficient,正的温度系数)4使内层玻璃管I升温。当加热至待测温度时，将待测物质放入内玻璃管I内。目前，广泛采用的线膨胀系数测定法为示差法，将待测物体放入内玻璃管I至5 10分钟，测出待测物体在温度升高后长度的增加量，在已知待测物体原来长度的情况下，则能根据公式测量出该物质的线膨胀系数。目前，在基本材料的线膨胀测量方面，变温管式炉的温度控制一般采用冷热两个恒温浴，冷恒温浴的温度在-32°C -28°C之间，热恒温浴的温度在+28°C +32°C之间，在测量时需要保持冷热两个恒温浴的温度不变。测定物质膨胀系数时，首先将被测定物质放入冷恒温浴，大约5 10分钟，物质收缩稳定后，开始测量其收缩线长度，然后将物质放入热恒温浴，大约5 10 分钟，待物质膨胀稳定后，开始测量其收缩线长度。本发明的真空变温管式炉温度场均匀稳定，可在室温至350°C的温度范围内获得变温管式炉中线膨胀样品区域中均匀温度场， 均勻温场为100mm;达径向小于±0.2°C /10mm;轴向小于±0.06°C /10mm;温度波动小于 ±0.05°C /60mins。显著超过目前国内外各类市场销售的相关仪器。综上所述，本发明提供的真空变温管式炉，通过采用内层玻璃管I和外层玻璃管2 两层密封设置，内外之间为真空层3，使得样品可连续变温，连续测量，通过透明玻璃管便于观察线膨胀量的突变现象；内层玻璃管涂覆电加热物质代替现有的电阻丝，从而使线膨胀系数测定仪的温度场均匀稳定，获得的温度范围宽，而且功率只有几十瓦，稳定性更好，测量结果误差小精度高。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种真空变温管式炉，其特征在于包括内层玻璃管(I)和外层玻璃管(2)，所述内层玻璃管(I)和外层玻璃管(2)密封形成中空的圆柱体管，所述内层玻璃管(I)和外层玻璃管⑵之间为真空层(3)，所述内层玻璃管⑴外部涂覆有电加热层，所述电加热层两端引出有贯穿外层玻璃管(2)的电极连接线(6)，所述内层玻璃管(I)内部中空区域为加热区(7)ο
2.根据权利要求I所述的真空变温管式炉，其特征在于所述电加热层为PTC陶瓷膜⑷。
3.根据权利要求I或2所述的真空变温管式炉，其特征在于所述外层玻璃管(2)外部镀有反射银膜(5)。
全文摘要
本发明公开了一种真空变温管式炉，包括内层玻璃管和外层玻璃管，所述内层玻璃管和外层玻璃管形成中空的密封圆柱体管，所述内层玻璃管和外层玻璃管之间为真空层，所述内层玻璃管外部涂覆有电加热层，所述电加热层两端引出有贯穿外层玻璃管的电极连接线，所述内层玻璃管内部中空区域为加热区。本发明提供的真空变温管式炉，通过采用内外两层玻璃管机构设置，内外之间为真空保温层，使得样品可连续变温，连续测量，通过透明玻璃管便于观察线膨胀量的突变现象；内层玻璃管涂覆电加热物质代替现有的电阻丝，从而使线膨胀系数测定仪的温度场均匀稳定，获得的温度范围宽，而且功率只有几十瓦，稳定性更好，测量结果误差小精度高。
文档编号F27B17/02GK102607270SQ20121004619
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月27日 优先权日2012年2月27日
发明者赵东汴, 黄学东 申请人:上海实博实业有限公司