一种定型相变材料存储/释放能量测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料测试设备技术领域，具体涉及一种定型相变材料存储/释放能量 测试装置。
【背景技术】
[0002] 现有的测量相变材料的测试装置，主要是测量极少量相变材料的能量储放能力 的，如DSC差示扫描热量仪，它由加热炉、样品托盘、温度传感器、信号调理器、A/D转换器、 计算机依次连接构成。温度传感器用于测试坩埚底部的温度，信号调理器对来自温度传感 器的模拟电信号进行放大和转换，输出信号转入A/D转换器，将模拟电信号转换成数字信 号，并输入计算机。由计算机分析测试的升温降温曲线，确定相变行为参数，使监测过程自 动化，且检测精度高，近年来DSC的应用发展很快，尤其在材料测试领域内得到了越来越广 泛的应用。
[0003] 但在实际使用中，对于测量定型相变材料来说，由于测量时定型相变材料用量较 大，当使用DSC差示扫描热量仪去测量其能量储放能力时，存在误差较大，甚至无法正常完 成测试的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种定型相变材料存储/释放能量测试装置，解决了现有 的测量装置测量定型相变材料能量储放能力时存在的误差较大的问题。
[0005] 本发明所采用的技术方案是：一种定型相变材料存储/释放能量测试装置，包括 测试容器，测试容器通过导线分别连接有信号调理模块和工控机，信号调理模块和工控机 之间设置有A/D转换模块，工控机分别连接有时钟模块、显示屏和键盘。
[0006] 本发明的特点还在于，
[0007] 测试容器包括恒温容器，恒温容器的上端设置有控制面板，控制面板上设置有进 水口，恒温容器的内壁设置有锯齿形的支撑架，支撑架的一侧垂直设置有托物盘，托物盘上 放置有温度传感器，恒温容器的底部一侧设置有排水管，排水管的中部设置有电磁阀；恒温 容器的底部设置有磁力搅拌器，磁力搅拌器的上方设置有磁力搅拌子；磁力搅拌器的一侧 并且位于恒温容器的下方设置有加热装置；恒温容器的内部设置有液位传感器；温度传感 器通过导线与所述信号调理模块连接；液位传感器通过导线与时钟模块连接。
[0008] 控制面板分别通过导线与电磁阀、磁力搅拌器以及加热装置相连。
[0009] 锯齿形支撑架的锯齿沿坚直方向均匀排列，托物盘嵌套于支撑架的一个锯齿中。
[0010] 本发明的有益效果是：本发明的一种定型相变材料存储/释放能量测试装置适用 范围较广，待测试样的尺寸可大可小，可满足比较精细的相变材料的研究要求，也适合比较 粗大的材料的研究和开发；可以测量相变储能材料内部在相变过程中的温度分布情况，为 研究相变机理提供实验数据；可同时测量多个试样；通过调节恒温容器的内部温度以及体 积，可模拟不同的情况下的应用环境。与价格上百万元的DSC等热分析仪器相比，本发明提 出的测试系统成本低廉。
【附图说明】
[0011] 图1是本发明一种定型相变材料存储/释放能量测试装置的结构示意图；
[0012] 图2是本发明一种定型相变材料存储/释放能量测试装置中测试容器的结构示意 图。
[0013] 图中，1.测试容器，2.信号调理模块，3.时钟模块，4.A/D转换模块，5.显示屏， 6.工控机，7.键盘；
[0014] 101.控制面板，102.支撑架，103.温度传感器，104.磁力搅拌子，105.电磁阀， 106.排水管，107.磁力搅拌器，108.加热装置，109.托物盘，110.液位传感器，111.恒温容 器，112.进水口。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图以及【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0016] 本发明的一种定型相变材料存储/释放能量测试装置，包括测试容器1，测试容器 1通过导线分别连接有信号调理模块2和工控机6,信号调理模块2和工控机6之间设置有 A/D转换模块4,工控机6分别连接有时钟模块3、显示屏5和键盘7。
[0017] 测试容器1包括恒温容器111，恒温容器111的上端设置有控制面板101，控制面 板上设置有进水口 112,恒温容器111的内壁设置有锯齿形的支撑架102,支撑架102的一 侧垂直设置有托物盘109,托物盘109上放置有温度传感器103,恒温容器111的底部一侧 设置有排水管106,排水管106的中部设置有电磁阀105 ;恒温容器111的底部设置有磁力 搅拌器107,磁力搅拌器107的上方设置有磁力搅拌子104 ;磁力搅拌器107的一侧并且位 于恒温容器111的下方设置有加热装置108 ;恒温容器的内部设置有液位传感器110 ;温度 传感器103通过导线与所述信号调理模块2连接；液位传感器110通过导线与时钟模块3 连接。
[0018] 控制面板101分别通过导线与电磁阀105、磁力搅拌器107以及加热装置108相 连。
[0019] 锯齿形支撑架102的锯齿沿坚直方向均匀排列，托物盘109嵌套于支撑架102的 一个锅齿中。
[0020] 使用时，先将待检测的定型相变材料放入测试容器1的恒温容器111中；托物盘 109可以根据需要设置的高度嵌入于支撑架102的某一个锯齿中；控制面板101用于控制 进水、排水、搅拌和加热，加热装置108负责水浴的温度的调节，磁力搅拌器107利用磁性物 质同性相斥的特性，通过不断变换基座的两端的极性来推动磁力搅拌子104的转动，从而 达到搅拌的目的。电磁阀105控制恒温容器111中的进水和排水。时钟模块3用于控制加 热时间的控制。温度传感器103用来测试试样内部和外部温度，并与信号调理模块2相连。 液位传感器110利用压力、磁场、电信号转换原理，检测出水位信号，实现对液位的检测与 控制。信号调理模块2用于对来自温度传感器103的电信号进行放大和转换，输出的电信 号经A/D转换模块4转换成数字信号，再将该数字信号输入到工控机6中，与此同时，工控 机6将记录由温度传感器103测得的温度参数，并通过显示屏5实时显示，最后通过测量和 分析定型相变材料在恒温容器中的温度变化曲线可以确定该定型相变材料的存储/释放 能量的相关参数。
[0021] 具体步骤如下：
[0022] 步骤一：
[0023] 常温水（T常温水=25°C，V水）通过进水管道，进入到恒温容器111 (体积为V容） 中，待加水到一定量时停止加入。测量过程以定型相变材料PEG10000/活性炭为例，由 PEG10000/活性炭的DSC数据可知其相变温度（T 大致在60°C左右。步骤一测量的是相 变材料在相变前的热物参数，因此可采用恒温水浴（Τ^^= 55°C )来加热相变材料。在恒 温容器111中先将常温水加热到55°C，并且一直保持此温度，再将待测的相变材料（TrcM(a)) 放入恒温容器111中，此时恒温水刚好与相变材料的上表面处于同一水平面上而不浸没相 变材料。同时将多个温度传感器103置于相变材料内部各个点，以便测量和记录相变材 料内部不同点不同时刻的温度变化。待相变材料的温度（T rcM(a))达到与恒温水（1^@水= 55 °C )相同时，持续5分钟左右，便可排出恒温水，相变材料置于恒温容器中不动，此过程中 相变材料吸收的热量为Q?，恒温水放出的热量为Q at。测量期间除手动加入相变材料外，一 系列的机械过程和记录相变材料内部点的温度变化均由测量装置自动完成，实现自动化。
[0024] 步骤二：
[0025] 由于还需测量相变材料在相变前的平均质量热容（CrcM(a))，因此在第一步的基础 之上，再一次将常温水（1^^= 25°C，V7]〇通过进水管道加入到恒温容器111(体积为) 中，同加热好的相变材料（TrcM(a)= 55°C ) -起置于其中。此时，由于相变材料和常温水存 在温度差，相变材料会向常温水释放出热量（Q'l)，水的温度便会升高，这时水的温度为T" 相变材料的温度为T"rcM(a)，当水的升温速率变得非常缓慢时，方可停止