0] 计算单元30根据加热量、热电势基于下面的导热系数计算公式计算得到试样的 导热系数，由于是压紧的，忽略接触热阻，导热系数计算公式为：
[0031] λ = Φ δ / [2A Uft2)]
[0032] 式中：Φ--加热板的总加热量（电功率），W;(功率表显示得出，可调节，自主控 制）
[0033] t1; t2--分别为试样的内表面温度和试样的外表面温度，°C，按试样内侧的热电 偶和试样外侧热电偶所测温度分别取其算术平均值；（通过标定所得曲线，将热电偶所测 得的热电势转换成温度）
[0034] δ 一一单块试样的厚度，m(单块保温材料厚度）
[0035] A--试样截面积，为0· 2 X 0· 12 = 0· 024m2 (标准试块）
[0036] 另外，如现设导热系数与温度有一定的函数关系，即λ = f(t)，t为怀丨2的平 均温度，即? = 则可按上式算得与试样平均温度对应的导热系数。如不断改变 h，t2，则可得到一组平均温度与导热系数对应的数据，从而可求得λ =f(t)的函数关系 式。（即用该仪器不光可测得材料的导热系数值，因其功率可变，还可得出导热系数随温度 变化得曲线，实用性很高）
[0037] 安装箱50用于安装加热单元10和测量单元20。安装箱50包括：支架51和箱体 52。支架51竖直设在箱体52上，用于支撑加热单元10。箱体52用于安装测量单元20,。 在本实施例中，箱体52的尺寸为：长X宽X高：560mmX400mmX250mm ;重量：15±lKg〇
[0038] 使用导热系数测量装置100对两个试样进行测量，具体步骤如下：
[0039] 首先，将导热系数测量装置100放置在室温比较稳定的房间内，并且检查各个器 件的调节旋钮都处于关闭状态，如果没有处在关闭状态则将其置于关闭状态，然后，在一个 试样放置凹槽Ila内撒一层铝粉，再将对应的试样放入槽中，再在试样上撒一薄层铝粉并 且将加热板14盖上，还要在加热板14的另一侧也撒一层铝粉，然后，将另一块对称试样放 在加热板14上并且撒铝粉，将另一个试样放置凹槽Ila盖上，用螺钉固定好三者；最后在试 样的外侧上包保温侧壁13,使散热减少，这里撒铝粉的目的是为了填满槽与试样之间的空 隙，然后进入步骤S2。
[0040] 然后，将加热单元10悬挂在支架上，热电偶15通过设置在箱体面板上的电偶调控 器件22的两组电偶借口接入电势测量器件23,然后进入步骤S3。
[0041] 再观察各个仪表是否正常，如果正常开始试验，首先，将功率表的功率调节旋钮调 节至所需加热功率处，然后，观察热电偶15中内侧的与外侧的温升是否均匀，要保证同侧 的热电偶15的偏差在10%之内，如果不均匀，可重新加大压紧程度。经过三个小时以上 的时间后，试样到达预定温度，即进入准稳定状态时，可以读取热量设定器件21的读数，此 后，每间隔10分钟记录一次，直至前后三次测量的数据偏差小于2%并且无递增（减）趋 势，此时，实验工况结束，取最后三次数据平均处理，然后进入步骤S4。
[0042] 将电偶调控器件2的通道一导通，通道二处于关闭状态，然后读通道一的热电偶 15对于的热电势，然后，将电偶调控器件22的通道二导通，通道一处于关闭状态，然后读通 道二热电偶15的热电势，然后进入步骤S5。
[0043] 最后根据功率、热电势基于导热系数公式计算得到试样的导热系数，然后进入结 束状态。
[0044] 另外，通过改变热量设定器件21的功率，可以得到试样的导热系数曲线。
[0045] 实施例的作用与效果
[0046] 根据本实施例所涉及的导热系数测量装置，因为加热板由内向外加热两个试样放 置凹槽上的试样，热电偶采集试样的内侧与外侧的温度变化，并且，通过保温侧壁进行保 温，通过热量设定器件设定加热量，使得加热板根据设定的加热量进行加热，另外，通过电 偶调控器件选择对应的热电偶与测定电路连通，电势测量器件对应测量热电偶的热电势， 然后，计算单元根据加热量和热电势计算得到导热系数，因此，本实施例的导热系数测量装 置不光能够测单种材料，也可测量夹心材料的导热系数，并且具有测量精度更高且实用性 尚的优点。
[0047] 在本实施例中的保温侧壁采用三元乙丙包裹保温材料，可使测的结果误差更小。 之所以选择三元乙丙，是因为要选择一种保温效果好，且硬度较高，耐老化性，耐高温能力 也要很强的一种材料，而三元乙丙都吻合这些性能，而且经济性较好，性价比高。在实用新 型过程中，也选择了其他的保温材料，比如1)聚氨酯泡沫塑料，因其硬度太小，无法固定在 铜板上，且价格较贵，不经济，故放弃。2)还选择过硬质泡沫塑料，因其密度过小，保温效果 不好，测的实验数据相差太大，故放弃。3)还选择过橡胶管，保温效果不理想，故放弃。
[0048] 在本实施例中，热电偶标定时直接使用本机仪表，保证了测试的精度。
[0049] 在本实施例中，不光可测得材料的导热系数值，因其功率可变，还可得出导热系数 随温度变化得曲线，实用性很高
[0050] 上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种导热系数测量装置，用于测量固体试样的导热系数，其特征在于，具有： 加热单元，包括试样放置板及分布在该试样放置板两侧与该试样放置板可拆卸相连的 两个夹紧盖，所述试样放置板含有绝热的板本体、位于该板本体两侧的两个试样放置凹槽 以及位于该试样放置凹槽四周的绝热的保温侧壁，设在所述两个试样放置凹槽之间的加热 板，所述试样放置凹槽的底板上和所述加热板相对所述试样放置凹槽的两侧均设有多个热 电偶； 测量单元，包括测量电路以及位于该测量电路中的且与所述加热板相连接的热量设定 器件、电偶调控器件和电势测量器件，所述热量设定器件用于设定对所述试样的加热量、所 述电偶调控器件与所述热电偶相连，对所述热电偶进行调控使一个所述热电偶接入所述测 量电路，所述电势测量器件与所述电偶调控器件相连，用于测定接入所述测定电路的所述 热电偶的热电势；以及 计算单元，根据所述加热量、所述热电势基于预定规则计算得到所述试件的所述导热 系数， 其中，当所述试样放在所述试样放置凹槽内时，一个所述试样一侧的端面与所述加热 板的一侧相贴合，另一个所述试样的端面与所述加热板的另一侧相贴合，所述保温侧壁和 所述夹紧盖相贴合。2. 根据权利要求1所述的导热系数测量装置，其特征在于： 其中，所述板本体为电木板材料。3. 根据权利要求1所述的导热系数测量装置，其特征在于： 其中，所述所述保温侧壁为聚氨酯硬质泡沫材料。4. 根据权利要求1所述的导热系数测量装置，其特征在于： 其中，所述保温侧壁为三元乙丙保温材料。5. 根据权利要求1所述的导热系数测量装置，其特征在于： 其中，所述加热板为锌铜材料。6. 根据权利要求1所述的导热系数测量装置，其特征在于： 其中，所述电势测量器件为毫伏计。7. 根据权利要求1所述的导热系数测量装置，其特征在于，还包括： 安装箱，用于放置所述测量单元， 其中，所述安装箱内包含用于测箱内温度的温度计。
【专利摘要】本实用新型提供了一种导热系数测量装置，包括：加热单元，包括试样放置板及两个夹紧盖，试样放置板含有绝热的板本体、两个试样放置凹槽以及保温侧壁，设在两个试样放置凹槽之间的加热板，多个热电偶；测量单元，包括测量电路以及位于该测量电路中且与加热板相连接的热量设定器件、电偶调控器件和电势测量器件，热量设定器件用于设定对试样的加热量、电偶调控器件与热电偶相连，对热电偶进行调控使一个热电偶接入测量电路，电势测量器件与电偶调控器件相连，用于测定接入测定电路的热电偶的热电势；以及计算单元，根据加热量、热电势基于预定规则计算得到试样的导热系数。
【IPC分类】G01N25/20
【公开号】CN204807496
【申请号】CN201520532962
【发明人】刘佳, 王宇, 方乙涵, 欧阳瑞, 钱海波, 刘卫东
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年7月22日