一种导热系数测试仪的制作方法

本实用新型涉及测试设备领域，特别是一种导热系数测试仪。

背景技术：

导热系数，又称导热率，是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度，在1秒钟内，通过1平方米面积传递的热量。导热系数是材料的热物性参数之一，也是固体最重要的热物性参数。低导热性能材料导热率作为表征建筑节能与保温材料物性的重要参数，其参数值的准确测量有着非常重要的理论和使用价值。现有的导热系数的测定根据导热机理不同，主要分为稳态法和瞬态法，瞬态法由于受不同被测材料比热容差异影响测量误差较大；稳态法是经典的保温材料的导热系数测定方法，至今仍受到广泛应用，其原理是利用稳定传热过程中，传热速率等于散热速率的平衡状态，根据傅里叶一维稳态热传导模型，由通过试样的热流密度、两侧温差和厚度，计算得到导热系数。现有主要有以下几种测量方法：一、热流计法，是用校正过的热流传感器测量通过样品的热流，得到的是导热系数的绝对值，测量时，将厚度一定的样品插入于两个平板间，设置一定的温度梯度，使用校正过的热流传感器测量通过样品的热流，传感器在平板与样品之间和样品接触，测量样品的厚度、上下板间的温度梯度及通过样品的热流便可计算导热系数，由于热流计成本较高，这种测量方法并不能很好的普及；二、护热平板法，其工作原理和热流法相似，是传统方法之一，可用于基准样品的标定和其他仪器的校准，实验装置多采用双试件结构，热源位于同一材料的两块样品中间，使用两块样品是为了获得向上与向下方向对称的热流，并使加热器的能量被测试样品完全吸收，测量过程中，精确设定输入到热板上的能量，通过调整输入到辅助加热器上的能量，对热源与辅助板之间的测量温度和温度梯度进行调整，热板周围的保护加热器与样品的放置方式确保从热板到辅助加热器的热流是线性的、一维的，辅助加热器后是散热器，散热器和辅助加热器接触良好，确保热量的移除与改善控制，测量加到热板上的能量、温度梯度及两片样品的厚度，应用Fourier方程便能够算出材料的导热系数，这种测量方法需要较长的时间，测量效率过低。现急需一种成本低、测量精度好且测量效率高的导热系数测试仪来满足使用需求。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一，提供一种导热系数测试仪，结构简单，成本低，且测量精度和效率可很好地满足使用需要。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种导热系数测试仪，包括机架，所述机架上设置有上测量单元和设置于上测量单元正下方的下测量单元，所述上测量单元和/或下测量单元可滑动设置于机架上，所述上测量单元从上至下依次设置有恒温加热源、与恒温加热源贴合的第一导热片，所述下测量单元从上至下依次设置有用以安装待测件的安装槽、第二导热片、与所述第二导热片贴合且导热系数已知的标准件、与所述标准件贴合的第三导热片，所述安装槽、第二导热片、标准件和第三导热片横截面相同，所述下测量单元周向包裹设置有隔热层，所述第一导热片、第二导热片和第三导热片中均设置有温度传感器。

进一步的，所述恒温加热源电连接有控制器，所述控制器可调节所述恒温加热源的温度。

进一步的，所述下测量单元通过若干支撑柱固定于机架上。

进一步的，所述机架上固定有若干竖直设置的导向柱，所述导向柱套装有可上下滑动的安装板，所述上测量单元固定于所述安装板的下表面。

进一步的，所述安装板的上表面连接有驱动其上下动作的驱动装置，所述驱动装置固定于机架上。

进一步的，所述机架上部设置有固定板，所述驱动装置固定在固定板上。

进一步的，所述驱动装置为气缸，所述气缸行程可调。

进一步的，所述安装板上固定设置有高度仪，所述导向柱上固定设置有定位板。

进一步的，所述机架的底部设置有若干可调支座。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种导热系数测试仪，设置有恒温热源、放置待测件的凹槽和标准件，且为保障测量的精度和温度场分布的均匀性，在待测件及标准件的两侧皆设置有导热片，由于横截面积相同，同一热源供热，在达到稳态时，与标准件对比，根据可测的温度差和厚度来计算待测件的导热系数。结构简单，成本低，且测量效率较高，精度较好，能很好的满足使用的需要。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是本实用新型的俯视结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图2，本实用新型的一种导热系数测试仪，包括机架 1，所述机架1上设置有上测量单元2和设置于上测量单元2正下方的下测量单元3，所述上测量单元2和/或下测量单元3可滑动设置于机架1上，通过滑动来实现上测量单元2和下测量单元3的抵接，从而发生热传导进行后续的测量，所述上测量单元2从上至下依次设置有恒温加热源21、与恒温加热源21贴合的第一导热片22，所述下测量单元3从上至下依次设置有用以安装待测件的安装槽31、第二导热片32、与所述第二导热片32贴合且导热系数已知的标准件33、与所述标准件33贴合的第三导热片34，所述安装槽31、第二导热片 32、标准件33和第三导热片34横截面相同，所述下测量单元3周向包裹设置有隔热层4。具体的，本实用新型中所述的第一导热片22、第二导热片32和第三导热片34皆由导热系数较高的材料制成。具体测量时，将待测件安装在下测量单元3的安装槽31中，驱动上测量单元2和/或下测量单元3使两者抵接，在恒温加热源21的作用下开始加热，待第三导热片34的温度趋于稳定时，测量待测件及标准件 33两侧的温差及厚度，即可计算得出待测件的导热系数。计算时，根据傅里叶方程式：Q＝KAΔT/d，式中，Q为传递的热量，K为导热系数，A为热传递方向的横截面积，ΔT为材料两侧的温度差，d为材料的厚度，在本实施例中，由于采用恒温的热源至达到热传递的稳态，且待测件和标注件外围设置有隔热层4来防止热量的散失，所以恒温加热源21传给待测件的热量，待测件只能传给标准件33，及Q 相等，然后本实施例中横截面积A也相等，温度差ΔT和厚度均可测量得出，从而根据导热系数已知的标准件33即可计算出待测件的导热系数。

进一步的，所述第一导热片22、第二导热片32和第三导热片34 中均设置有温度传感器，本实施例中温度传感器还连接有温度显示组件，便于使用者可清晰的读取温度值。

进一步的，所述恒温加热源21电连接有控制器，所述控制器可调节所述恒温加热源21的温度，可根据不同材料的待测件设定不同的温度。所述控制器可控制恒温加热器的动作，当恒温加热器加热时间过长温度高于所述设定温度，则控制器会控制关闭恒温加热器，待温度即将低于设定温度时再次打开，如此实现持续的保持恒温。

作为一种优选实施方案，在本实施例中，所述下测量单元3通过若干支撑柱固定于机架上，所述机架1上固定有若干竖直设置的导向柱11，所述导向柱11套装有可上下滑动的安装板12，所述上测量单元2固定于所述安装板12的下表面，通过驱动上测量单元2实现与下测量单元3的接触。在其他实施例中，可采取上测量单元2固定，下测量单元3动作的方式或两者同时动作的方式皆可。

进一步的，所述安装板12的上表面连接有驱动其上下动作的驱动装置5，所述驱动装置5固定于机架1上。更进一步的，所述机架 1上部设置有固定板13，所述驱动装置5固定在固定板13上。具体的，在本实施例中，所述驱动装置5为气缸，所述气缸行程可调。可根据上测量单元2与下测量单元3的间距适应性的调节气缸的行程。

进一步的，所述安装板12上固定设置有高度仪6，所述导向柱 11上固定设置有定位板7。待测件的厚度可通过所述高度仪6和定位板7来测量。具体测量时，可在不装有待测组件的情况下，将上测量单元2抵接下测量单元3，记录此时的定位板7对应高度仪6上的读数，装上待测件后，将上测量单元2抵接所述待测件，再次读取定位板7对应高度仪6上的读数，两者的差值即为待测件的厚度。具体的，本实施例中，所述高度仪6采用高度百分表。

进一步的，所述机架1的底部设置有若干可调支座14，可根据情况适应性的调节可调支座14的高度。

以上具体结构和尺寸数据是对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。