一种沥青混合料热传导试验装置制造方法
【专利摘要】一种沥青混合料热传导试验装置，包括试验箱、聚氨酯泡沫绝热层、恒温循环水箱、加热板、温度数据采集仪、电脑和智能恒温循环器；试验箱内壁上铺设聚氨酯泡沫绝热层；试验箱内设置有两个恒温循环水箱，两个恒温循环水箱之间设置有与控温器相连接的加热板，加热板和每个恒温循环水箱之间设置有试验试件，试验试件上安装有与连接温度数据采集仪相连接的温度传感器，温度数据采集仪与用于显示数据的电脑相连接。本实用新型用聚氨酯绝热泡沫对试件侧向的热量进行控制，减少侧向热量的散失，提高了测试的准确性；恒温循环器使试件内侧的表面温度均匀，达到均匀换热的要求，使得试验试件外侧均匀恒温，利于提高测试精确度；本实用新型模拟性强、易于操作，利用本试验装置能够得到沥青混合料的导热系数。
【专利说明】一种浙青混合料热传导试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种浙青混合料的试验设备，尤其涉及一种浙青混合料热传导的试验装置。
【背景技术】
[0002]当前，我国大多数高等级路面采用浙青路面结构形式。浙青路面暴露在自然环境中，不仅承受着车辆荷载的反复作用，还经受自然环境尤其是水温状况的影响。浙青路面对温度十分敏感，高温条件下会产生车辙、推移、拥抱、泛油等病害，低温条件下会产生开裂，这些病害不仅降低了路面的服务水平，严重时还会威胁到行车安全。因此，开展浙青路面的温度场及传热性能研究以减轻温度对浙青路面的影响十分必要。浙青混合料的导热系数是进行浙青路面结构温度场和传热性能分析必不可少的热物性参数，选用合理的导热系数测试方法至关重要。
[0003]导热系数随材料的组成、结构和温度变化很大，确定材料的导热系数可以采用理论和试验研究两种方法，一般而言，试验测量更为准确。目前，土工材料导热系数的试验测定方法有稳态法和非稳态法两大类，非稳态法的导热微分方程比较复杂，边界条件难以确定，且多用于研究高导热系数材料，或在高温条件下进行测量。稳态法原理比较简单，计算方便，较容易实现导热系数的数字显示。
[0004]传统的稳态测试法如热流计法、保护热板法试件尺寸较小，往往适用于均质各向同性的材料，且试验测试精度难以保证。浙青混合料是一种多孔的颗粒性材料，试件尺寸过小则测试结果受集料传热性能的影响越大，因此，迫切需要提供一种适合颗粒性材料大体积试件的热传导试验装置。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种精确度高、模拟性强、易于操作的浙青混合料热传导试验装置，该装置能够对浙青混合料的导热系数进行测定。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案:包括试验箱、聚氨酯泡沫绝热层、恒温循环水箱、加热板、温度数据采集仪、电脑和智能恒温循环器，其中，试验箱内设置有两个恒温循环水箱，并且两个恒温循环水箱之间设置有加热板，加热板和每个恒温循环水箱之间设置有与恒温循环水箱、加热板相接触的试验试件，试验试件上安装有与连接温度数据采集仪相连接的若干温度传感器，温度数据采集仪与用于显示数据的电脑相连接；其中，一个恒温循环水箱与智能恒温循环器的入口相连通，另一个恒温循环水箱与智能恒温循环器的出口相连通；两个恒温循环水箱和试验箱的内壁之间填充有聚氨酯泡沫绝热层。
[0007]所述两个恒温循环水箱的顶部和底部与试验箱内壁之间铺设石棉保温层。
[0008]所述智能恒温循环器采用型号为DTY-15A的恒温循环器。
[0009]所述加热板的发热片为薄片状。[0010]所述加热板为温控式加热板。
[0011]每个试验试件和加热板之间设置用于将试验试件和加热板贴附在一起的导热硅片。
[0012]所述温度传感器为贴片式温度传感器，型号为JCJ100TTP。
[0013]所述温度数据采集仪采用型号为JCJ716B的数据采集器，并通过RS232或RS422/485通讯口，直接与电脑进行通讯。
[0014]所述试验试件的表面开设有若干槽，每个槽内安装温度传感器；所述每个恒温循环水箱与智能恒温循环器通过绝热水管相连通。
[0015]所述每个试验表面安装有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器、第七温度传感器、第八温度传感器，具体安装位置为:试验试件与加热板接触的一侧为加热侧，与恒温水箱接触的一侧为恒温侧，力口热侧的对角线交点处布设有第一温度传感器，在试验试件的对角线上并且距离试验试件边界大于或等于试验试件厚度的距离处布设第一温度传感器，再在第一温度传感器、第三温度传感器中间布设第二温度传感器；恒温侧的对角线交点处第四温度传感器，第五温度传感器、第七温度传感器、第六温度传感器、第八温度传感器在对角线上按照顺时针顺序依次布置，第五温度传感器、第七温度传感器呈对称布置且距试验试件边缘的距离等于第二温度传感器距离试验试件边缘的距离，第六温度传感器、第八温度传感器呈对称布置且距试验试件边缘距离大于或等于试验试件的厚度。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:本实用新型通过在两个恒温循环水箱之间设置加热板，每个恒温水箱和加热板之间设置试验试件，并用聚氨酯绝热泡沫对试件侧向的热量进行控制，减少侧向热量的散失，提高了测试的准确性；试验试件的一侧为加热板，另一侧为恒温循环器，恒温循环器使热量从试件内侧经过试件传导到另一侧后，另一侧的表面温度比较均匀，达到均匀换热的要求，使得试验试件外侧均匀恒温利于提高测试精确度。另外，本实用新型模拟性强、易于操作，利用本试验装置能够得到浙青混合料的导热系数。
[0017]进一步的，加热板作为直接热源，通过在加热板和试验试件之间加设导热硅片，借助硅片的柔软性将两者紧密贴附，并将温度传感器安装在试验试件表面的开槽中，进一步降低了夹缝的存在，减少了热量侧面缝隙散失，提高了测试的精确度。在试验试件加热侧和恒温侧的温度传感器的设置能够提高温度测量的准确性，进而提高热传导系数的准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的结构示意图；
[0019]图2是试件加热侧和恒温侧温度传感器的布置示意图；其中，图2 Ca)为加热侧，图2 (b)为恒温侧。
[0020]图中，I为试验箱，2为聚氨酯泡沫绝热层，3为石棉保温层，4为恒温循环水箱，5为试验试件,6-1为第一温度传感器,6-2为第二温度传感器,6-3为第三温度传感器,6-4为第四温度传感器，6-5为第五温度传感器，6-6为第六温度传感器，6-7为第七温度传感器，6-8为第八温度传感器，7为加热板，8为控温器，9为温度数据采集仪，10为电脑，11为智能恒温循环器。【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和具体实施例进一步阐述本实用新型，应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。
[0022]如图1所示，本实用新型所提供的一种浙青混合料热传导试验装置，包括试验箱1、聚氨酯泡沫绝热层2、石棉保温层3、恒温循环水箱4、加热板7、控温器8、温度数据采集仪
9、电脑10、智能恒温循环器11，其中，试验箱I内壁上铺设绝热材料形成聚氨酯泡沫绝热层2，聚氨酯泡沫绝热层2上铺设石棉保温层3 ;试验箱I内设置有两个恒温循环水箱4，并且两个恒温循环水箱4之间设置有与控温器8相连接的加热板7，加热板7和每个恒温循环水箱4之间设置有试验试件5，试验试件5的上开设有若干槽，每个槽内安装有与连接温度数据采集仪9相连接的若干温度传感器，进一步降低了夹缝的存在。
[0023]两个试验试件为完全相同的试件，每个试验试件5和温控式加热板7之间设置有导热硅片，借助导热硅片的柔软性将两者紧密贴附。温控式加热板7连接加热板的控温器8，温度传感器连接温度数据采集仪9，温度数据采集仪9采用型号为JCJ716B的数据采集器，并通过RS232或RS422/485通讯口，直接与电脑10进行通讯，电脑10内安装有用于采集温度的软件。本实用新型中两个恒温循环水箱4，其中一个与智能恒温循环器11的入口通过绝热水管相连通，另一个与智能恒温循环器11的出口通过绝热水管相连通。加热板7为温控式加热板，其发热片为薄片状，并且由硅橡胶制成，具有很好的柔软性，可与被加热物体完全紧密接触；控温器8为加热板控温器；温度传感器为贴片式温度传感器。
[0024]参见图2 Ca)和图2 (b)，温度采集仪上的温度传感器在试验试件上的布设位置。
[0025]温度传感器的布置以正确反映试件两侧的温度为目标，与加热板相接触的一侧为加热侧，与恒温水箱接触的一侧为恒温侧，温度传感器分别布设在试验试件的加热侧与恒温侧；加热侧和恒温侧都为正方形。试验试件加热侧紧贴柔性加热板，考虑到加热的影响因素及边界效应，并结合试验试件表面的对称性，在加热侧对角线交点处布设第三温度传感器6-3，在试验试件的对角线上并且距离试验试件边界不小于试验试件厚度的距离处(本试验取距离边界为50mm)布设第一温度传感器6-1，再在第一温度传感器6_1、第三温度传感器6-3中间布设第二温度传感器6-2，这样测出的表面温度取平均值基本上可以代表试验试件表面温度。
[0026]热量从试件加热侧传导到试件恒温侧，由于试验试件材料的复杂性及边界散热等因素导致的恒温侧表面各处温度之间有可能存在差异，因此为提高恒温侧温度测量的准确性，同时考虑温度采集仪的通道数量为16个，在试验试件恒温侧布置五只温度传感器。试验试件恒温侧温度传感器的布置同样依据对称性原则，在试验试件中心对角线交点处布设第四温度传感器6-4，其他温度传感器按照顺时针顺序依次布置，第五温度传感器6-5、第七温度传感器6-7呈对称布置距试验试件边缘距离等于第二温度传感器距试验试件边缘的距离(本试验中距离边界为100mm)，第六温度传感器6-6、第八温度传感器6_8呈对称布置，距试验试件边缘不小于试验试件的厚度(本试验中距离边界为100mm)，这样通过五只传感器的温度测量，可以有效代表试验试件恒温侧表面温度。
[0027]以下为本实用新型中各部件的详细说明。
[0028]I)智能恒温循环器技术要求:[0029]智能恒温循环器主要特点为:采用风冷式全封闭压缩机组，进口制冷机，制冷量大；可在工作槽内进行低温试验或将槽内冷液外引，对冷却机外实验容器进行温度控制；根据大空间制冷原理，采用全新改进蒸发器，降温更迅速、温度更均匀；温度、时间数显；功能键均采用触摸软键；全新设计的专业电路，PID输出，控温更精确；内胆、台面均为全不锈钢，清洁卫生，美观耐腐蚀；自带超温、差温报警功能。技术参数见下表1。
[0030]表1智能恒温循环器的技术参数
[0031]
【权利要求】
1.一种浙青混合料热传导试验装置，其特征在于，包括试验箱(I)、聚氨酯泡沫绝热层(2)、恒温循环水箱(4)、加热板(7)、温度数据采集仪(9)、电脑(10)和智能恒温循环器(11)，其中，试验箱(I)内设置两个恒温循环水箱(4 )，并且两个恒温循环水箱(4 )之间设置有加热板(7)，加热板(7)和每个恒温循环水箱(4)之间设置有与恒温循环水箱(4)、加热板(7)相接触的试验试件(5)，试验试件(5)上安装有与连接温度数据采集仪(9)相连接的若干温度传感器，温度数据采集仪(9 )与用于显示数据的电脑(10 )相连接；其中，一个恒温循环水箱与智能恒温循环器(11)的入口相连通，另一个恒温循环水箱与智能恒温循环器(11)的出口相连通；两个恒温循环水箱(4)和试验箱(I)的内壁之间填充有聚氨酯泡沫绝热层(2)。
2.根据权利要求1所述的一种浙青混合料热传导试验装置，其特征在于，所述两个恒温循环水箱(4)的顶部和底部与试验箱(I)内壁之间铺设石棉保温层(3)。
3.根据权利要求1所述的一种浙青混合料热传导试验装置，其特征在于，所述智能恒温循环器(11)采用型号为DTY-15A的恒温循环器。
4.根据权利要求1所述的一种浙青混合料热传导试验装置，其特征在于，所述加热板(7)的发热片为薄片状。
5.根据权利要求1或4所述的一种浙青混合料热传导试验装置，其特征在于，所述加热板(7)为温控式加热板。
6.根据权利要求1所述的一种浙青混合料热传导试验装置，其特征在于，每个试验试件(5)和加热板(7)之间设置用于将试验试件(5)和加热板(7)贴附在一起的导热娃片。
7.根据权利要求1所述的一种浙青混合料热传导试验装置，其特征在于，所述温度传感器为贴片式温度传感器，型号为JCJ100TTP。
8.根据权利要求1所述的一种浙青混合料热传导试验装置，其特征在于，所述温度数据采集仪(9)采用型号为JCJ716B的数据采集器，并通过RS232或RS422/485通讯口，直接与电脑(10)进行通讯。
9.根据权利要求1所述的一种浙青混合料热传导试验装置，其特征在于，所述试验试件(5)的表面开设有若干槽，每个槽内安装温度传感器；所述每个恒温循环水箱(4)与智能恒温循环器(11)通过绝热水管相连通。
10.根据权利要求1所述的一种浙青混合料热传导试验装置，其特征在于，所述每个试验表面安装有第一温度传感器(6-1)、第二温度传感器(6-2)、第三温度传感器(6-3)、第四温度传感器(6-4)、第五温度传感器(6-5)、第六温度传感器(6-6)、第七温度传感器(6-7)、第八温度传感器(6-8)，具体安装位置为:试验试件与加热板接触的一侧为加热侧，与恒温水箱接触的一侧为恒温侧，加热侧的对角线交点处布设有第一温度传感器(6-3)，在试验试件的对角线上并且距离试验试件边界大于或等于试验试件厚度的距离处布设第一温度传感器(6-1)，再在第一温度传感器(6-1)、第三温度传感器(6-3)中间布设第二温度传感器(6-2);恒温侧的对角线交点处第四温度传感器(6-4)，第五温度传感器(6-5)、第七温度传感器(6-7)、第六温度传感器(6-6)、第八温度传感器(6-8)在对角线上按照顺时针顺序依次布置，第五温度传感器(6-5)、第七温度传感器(6-7)呈对称布置且距试验试件边缘的距离等于第二温度传感器(6-2)距试验试件边缘的距离，第六温度传感器(6-6)、第八温度传感器(6-8)呈对称布置且距试验试件边缘距离大于或等于试验试件的厚度。
【文档编号】G01N25/20GK203758942SQ201420112885
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】延西利, 张世平, 郑涛, 肖锋, 徐达, 白伟, 田辉黎 申请人:长安大学