基于完成对不同厚度待测样品导热系数的测量的系统组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及导热系数测量技术领域，尤其是对不良导体导热系数的测量，特别指 基于完成对不同厚度待测样品导热系数的测量的系统组件。
【背景技术】
[0002] 不良导体导热材料是生产生活中应用广泛的保溫隔热材料，而导热系数是表征不 良导体导热材料性能的重要物理量。因此，在大、中专院校实验课程中开设"不良导体导热 系数测量"的实验内容，让学生学习导热系数的测量、认识热传导的基本原理和规律有重要 意义。
[0003]目前，在大、中专院校实验课程中通常采用稳态法测量不良导体的导热系数，但该 实验从实验原理推导到物理量的测量等诸多环节还存在一些问题，主要问题是实验实现手 段有缺陷。传统实验装置为竖式布局，由发热铜盘、样品盘和散热铜盘从上到下叠加构成， 实验原理主要依据：当系统传热达到平衡后，近似认为样品盘的传热速率等于散热盘的散 热速率，然后求出导热系数。根据傅里叶热传导定律先把样品盘的传热速率表示出来，然后 再单独暴露散热盘，测试其散热速率，此时散热盘的散热面积多了 一个上底面积，实验巧妙 利用散热盘散热速率与散热面积成正比的关系做了个校正。斯坦伯格研究表明：由于热平 板上下表面冷空气的运动形式不同，导致上表面的散热系数约为下表面散热系数的2倍， 因此散热盘上下表面的散热速率并不相等。实验为了减少散热盘上下表面散热系数的差 另IJ，采用电风扇在散热盘底部做强对流，但运样处理仍有不足，因为自然对流与强迫对流是 两种不同的散热方式，两者的散热速率并不相同，因此原实验测定的散热速率是不准确的， 最终通过热平衡计算的导热系数是有误差的。另外，原实验时间布局不合理，测试系统达到 热平衡需要时间太长；再有数据处理复杂，影响测量精确性。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供结构简单，测量方便、准 确，测量时间短的基于完成对不同厚度待测样品导热系数的测量的系统组件。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为： 1、基于完成对不同厚度待测样品导热系数的测量的系统组件，包括有隔热圆柱筒W及 测试仪，其中，隔热圆柱筒水平设置，隔热圆柱筒内从左至右设置有相紧贴的电加热片、第 一铜片、待测样品、第二铜片、半导体制冷片W及散热器；电加热片上设置有热端电源插孔 和热端控溫传感器，热端电源插孔与测试仪上的第一电源输出插孔相连接，热端控溫传感 器与测试仪上的第一控溫电缆插孔相连接，第一铜片上设置有热端溫度传感器，该热端溫 度传感器与测试仪上的第一溫度传感器插孔相连接，第二铜片上设置有冷端溫度传感器， 该冷端溫度传感器与测试仪上的第二溫度传感器插孔相连接，半导体制冷片上设置有冷端 控溫传感器，该冷端控溫传感器与测试仪上的第二控溫电缆插孔相连接，散热器上设置有 冷端电源插孔，该冷端电源插孔与测试仪上的第二电源输出插孔相连接；测试仪上还设置 有输入键盘、显示器面板、第一电功率显示窗、第二电功率显示窗、第一溫度显示窗w及第 二溫度显示窗；隔热圆柱筒的下部=分之一处轴向设置有滑槽；测量的系统组件在待测样 品的一侧设置有电加热片，另一侧设置有半导体制冷片，从而在待测样品的两侧分别形成 有热端和冷端，并能通过测试仪自主设定、控制热端和冷端的溫度，缩短系统热平衡等待时 间，大大缩小了测量时间，提高了测量效率；测量过程，近需要保证第一铜片和第二铜片紧 贴待测样品的两侧即可，通过调整位置，能够完成对不同厚度待测样品导热系数的测量。
[0006] 优化的技术措施还包括： 上述的散热器的外侧设置有锁紧阀；隔热圆柱筒由下筒体和能够打开的上筒体构成； 上筒体与所述下筒体较接配合，上筒体上设置有把手；隔热圆柱筒设置于固定支架上；固 定支架上端设置有垫板，隔热圆柱筒装配于该垫板上。
[0007] 本发明的基于完成对不同厚度待测样品导热系数的测量的系统组件，采用将隔热 圆柱筒水平设置，从而将整个测量装置水平布局，避免了散热盘上下表面散热不均的问题， 从而使测量结果更为准确。另外，本测量装置在待测样品的一侧设置有电加热片，另一侧设 置有半导体制冷片，从而在待测样品的两侧分别形成有热端和冷端，并可W通过测试仪自 主设定、控制热端和冷端的溫度，缩短系统热平衡等待时间，大大缩小了测量时间，提高了 测量效率。测量过程，近需要保证第一铜片和第二铜片紧贴待测样品的两侧即可，通过调整 位置，能够完成对不同厚度待测样品导热系数的测量。
【附图说明】
[0008] 图1是本发明的结构示意图； 图2是图1测试仪的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009] W下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0010] 如图1至图2所示为本发明的结构示意图， 其中的附图标记为：隔热圆柱筒1、下筒体11、上筒体12、把手12a、滑槽13、测试仪2、 输入键盘2曰、显示器面板化、第一电功率显示窗2c、第二电功率显示窗2d、第一溫度显示 窗2e、第二溫度显示窗2f、第一电源输出插孔21、第二电源输出插孔22、第一控溫电缆插孔 23、第二控溫电缆插孔24、第一溫度传感器插孔25、第二溫度传感器插孔26、电加热片3、热 端电源插孔3曰、热端控溫传感器3b、第一铜片41、热端溫度传感器41a、第二铜片42、冷端 溫度传感器42a、待测样品5、半导体制冷片6、冷端控溫传感器6曰、散热器7、冷端电源插孔 7曰、固定支架8、垫板81。
[0011] 如图1至图2所示， 本发明的基于完成对不同厚度待测样品导热系数的测量的系统组件，包括有隔热圆柱 筒1W及测试仪2,其中，隔热圆柱筒1水平设置，隔热圆柱筒1内从左至右设置有相紧贴的 电加热片3、第一铜片41、待测样品5、第二铜片42、半导体制冷片6W及散热器7 ;电加热 片3上设置有热端电源插孔3a和热端控溫传感器3b，热端电源插孔3a与测试仪2上的第 一电源输出插孔21相连接，热端控溫传感器3b与测试仪2上的第一控溫电缆插孔23相连 接，第一铜片41上设置有热端溫度传感器41a，该热端溫度传感器41a与测试仪2上的第一 溫度传感器插孔25相连接，第二铜片42上设置有冷端溫度传感器42a，该冷端溫度传感器 42a与测试仪2上的第二溫度传感器插孔26相连接，半导体制冷片6上设置有冷端控溫传 感器6曰，该冷端控溫传感器6a与测试仪2上的第二控溫电缆插孔24相连接，散热器7上设 置有冷端电源插孔7曰，该冷端电源插孔7a与测试仪2上的第二电源输出插孔22相连接。
[0012] 实施例中，测试仪2上还设置有输入键盘2曰、显示器面板化、第一电功率显示窗 2c、第二电功率显示窗2d、第一溫度显示窗2eW及