一种TMRad数据测试装置的制作方法

本发明涉及化学品储存运输安全技术领域，具体涉及一种TMRad数据测试装置。

背景技术：

目前被广泛认知的是，有过氧化物、自反应物质等危险化学品在储存和运输过程中均具有发生分解反应的倾向，其诱因可能是环境温度、湿度、静电等。其中环境温度可能影响分解反应的速度，而分解反应的速度将影响化学品包件内的热生成速度，当热生成速度大于包件散热速度时，包件内出现热积累，该部分热量进一步促进化学反应的进行。该过程的极端情况是，当包件大规模堆放时，传热过程类似于绝热，因此在绝热条件下，考察包件中化学品分解反应到达最大反应速率的时间，即TMRad数据，对指导化学品安全储运过程非常重要。

在TMRad的测试过程中，常规方法是依靠环境温度加热样品，直到样品温度与环境温度一致时开始计时。该方法的问题在于当测试样品为固体或者高粘度液体时，样品中心温度和样品壁面温度存在较大差异，故需要较长平衡时间使样品温度整体达到均一。而在该平衡过程中，很多自反应温度较低的样品其壁面部分已经开始反应，从而导致测试异常终止造成TMRad数据测试不准确，存在系统误差的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种测试数据准确，消除系统误差的TMRad数据测试装置。

本发明涉及的TMRad数据测试装置，包括恒温烘箱、用于安放测试样品的容器、数据处理器，还包括内部加热部件及控制器。内部加热部件置于所述用于安放测试样品的容器内。控制器分别与内部加热部件和数据处理器连接。

通过设置的内部加热部件及控制器的共同作用，可以实现样品中心的快速升温平衡及温度检测，从而避免了测试过程中由于测试样品中心和样品壁面存在较大温差而造成的TMRad测试数据不准确及存在系统误差的技术问题。

优选的，内部加热部件包括加热棒、热电偶，热电偶布置在加热棒附近。加热棒和热电偶均通过控位器固定。控制器分别与热电偶和加热棒连接。

布置在样品内部的热电偶探测所在位置局部温度与恒温烘箱内预设的环镜温度进行对比，由控制器根据从热电偶反馈的局部温度与预设环境温度的差值来控制加热棒的功率。从而使得样品内部的局部温度紧随恒温烘箱中的环境温度变化而变化，实现样品内部与外部同步加热。

优选的，控制器包括温度采集单元、功率控制单元、计时单元；温度采集单元分别与功率控制单元和计时单元连接。

控制器的温度采集单元可以实现热电偶的温度值自动采集并与功率控制单元互相连接实现数据传输。功率控制单元接收来自温度采集单元的数据与恒温烘箱预设测试环境温度进行比对，自动调节加热棒的加热功率。计时单元实现测试过程中的自动计时并将测试时间和样品温度内外平衡的时间点自动反馈给数据处理器。

优选的，控位器包括呈十字形的安装架，十字形安装架上设有分别用于固定加热棒及热电偶的阵列安装孔。用于固定热电偶的安装孔布置在用于固定加热棒的安装孔附近。

此种十字形安装架结构的控位器及布置在安装架上的阵列安装孔，可以保证多根加热棒及多根热电偶均匀布置在样品内部，可以使样品均匀受热，不会产生明显的温度梯度及样品局部过热点，从而进一步确保测试样品内部与外部同步加热。

优选的，加热棒的材质为不锈钢。

不锈钢材质的加热棒能确保高的加热效率，进一步缩短了测试过程中测试样品内外部温度平衡时间。

优选的，恒温烘箱为热风循环恒温烘箱。

热风循环恒温烘箱具有辐射系数高、能耗低、升温快、保温性能好等特点。

优选的，用于安放测试样品的容器包括一个顶部设有开口的测试样品罐。

内部加热部件可以从测试样品罐顶部开口插入测试样品内部，保证测试样品内部加热。

优选的，恒温烘箱中设有用于安放测试样品罐的支架。

本发明提供的TMRad数据测试装置包括控制器和内部加热部件。通过设置的内部加热部件及控制器的共同作用，可以实现样品中心的快速升温平衡及温度检测，从而避免了测试过程中由于测试样品中心和样品壁面存在较大温差而造成的TMRad测试数据不准确及存在系统误差的技术问题。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为本发明实施例的TMRad数据测试装置示意图。

图2为本发明实施例的内部加热部件示意图。

图3为本发明实施例的控制器的内部单元连接意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。图中各标号表示：1、恒温烘箱；2、内部加热部件；21、加热棒；22、热电偶；23、控位器；231、安装架；232、加热棒安装孔；233、热电偶安装孔；3、测试样品罐；4、控制器；41、温度采集单元；42、功率控制单元；43、计时单元；5、支架；6、数据处理器。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例中的TMRad数据测试装置，本发明涉及的TMRad数据测试装置，包括恒温烘箱1、测试样品罐3、数据处理器6，还包括内部加热部件2及控制器4。内部加热部件2自测试样品罐3设有用于安放内部加热部件开口插入。控制器4分别与内部加热部件2和数据处理器6连接。

通过设置的内部加热部件及控制器的共同作用，可以实现样品中心的快速升温平衡及温度检测，从而避免了测试过程中由于测试样品中心和样品壁面存在较大温差而造成的TMRad测试数据不准确及存在系统误差的技术问题。

如图2所示，本发明实施例中的内部加热部件2包括加热棒21、热电偶22，热电偶22布置在加热棒21附近，加热棒21和热电偶22均通过控位器3固定。控制器4分别与热电偶22和加热棒21连接。

布置在样品内部的热电偶探测所在位置局部温度与恒温烘箱内预设的环镜温度进行对比，由控制器根据从热电偶反馈的局部温度与预设环境温度的差值来控制加热棒的功率。从而使得样品内部的局部温度紧随恒温烘箱中的环境温度变化而变化，实现样品内部与外部同步加热。

如图3所示，优选的，本发明实施例中的控制器4包括温度采集单元41、功率控制单元42、计时单元43；温度采集单元41分别与功率控制单元42和计时单元43连接。

控制器4的温度采集单元41可以实现热电偶22的温度值自动采集并分别与功率控制单元42和数据处理器6互相连接实现数据传输。功率控制单元42接收来自温度采集单元41的数据与恒温烘箱1预设测试环境温度进行比对，自动调节加热棒21的加热功率。计时单元43实现测试过程中的自动计时并将测试时间和样品温度内外平衡的时间点自动反馈给数据处理器6。

如图2所示，优选的，本发明实施例中的控位器3包括呈十字形的安装架31，十字形安装架上设有分别用于固定加热棒及热电偶的阵列安装孔321、322。用于固定热电偶的安装孔322布置在用于固定加热棒的安装孔321附近。

此种十字形安装架结构的控位器及布置在安装架上的阵列安装孔，可以保证多根加热棒及多根热电偶均匀布置在样品内部，可以使样品均匀受热，不会产生明显的温度梯度及样品局部过热点，从而进一步确保测试样品内部与外部同步加热。

优选的，本发明实施例中的加热棒21材质为不锈钢。

不锈钢材质的加热棒能确保高的加热效率，进一步缩短了测试过程中测试样品内外部温度平衡时间。

优选的，本发明实施例中的恒温烘箱1为热风循环恒温烘箱。

热风循环恒温烘箱具有辐射系数高、能耗低、升温快、保温性能好等特点。

优选的，本发明实施例中用于安放测试样品的容器包括一个顶部设有开口的测试样品罐。

内部加热部件可以从测试样品罐顶部开口插入测试样品内部，保证测试样品内部加热。

优选的，本发明实施例中的恒温烘箱1中设有用于安放测试样品罐的支架5。

本发明实施例中的TMRad数据测试装置工作过程如下：

首先将样品装于测试样品罐3，自样品罐3开口31插入内部加热部件2，并将测试样品罐3放置在热风循环恒温烘箱1的中央支架5上后关闭箱门。

然后，设置样品TMRad测试的环境温度，在热风循环恒温烘箱1内循环风加热测试环境温度的同时，通过分别与加热棒21和热电偶22连接的控制器4的作用确保内部加热部件2同时对样品内部进行加热。

控制器4的温度采集单元41可以实现热电偶的温度值自动采集并分别与功率控制单元42和数据处理器6互相连接实现数据传输。功率控制单元42接收来自温度采集单元41的数据与恒温烘箱1预设测试环境温度进行比对，自动调节加热棒的加热功率。计时单元43实现测试过程中的自动计时并将测试时间和样品温度内外平衡的时间点自动反馈给数据处理器6。

数据处理器6接收分别来自温度采集单元的数据和计时单元的数据记录样品温升曲线，并将样品温度内外平衡的时间点自动标记在温升曲线上。

由于内部加热部件2中的加热棒21、热电偶22均通过控位器23固定，热电偶22布置在加热棒21附近。布置在样品内部的热电偶22探测所在位置局部温度与恒温烘箱1内预设的环境温度进行对比，由控制器4根据从热电偶222反馈的局部温度与预设测试环境温度的差值来控制加热棒21的功率。从而使得样品内部的局部温度紧随恒温烘箱中的环境温度变化而变化，实现样品内部与外部同步加热，可以实现样品中心的快速升温平衡及温度检测，从而避免了测试过程中由于测试样品中心和样品壁面存在较大温差而造成的TMRad测试数据不准确及存在系统误差的技术问题。

控位器23包括呈十字形的安装架231，十字形安装架231上设有分别用于固定加热棒21及热电偶22的阵列安装孔，用于固定热电偶22的安装孔233布置在用于固定加热棒21的安装孔232附近。

此种十字形安装架结构的控位器及布置在安装架上的阵列安装孔，可以保证多根加热棒及多根热电偶均匀布置在样品内部，从而进一步确保测试样品内部与外部同步加热尽快达到设定测试环境温度。

由于热风循环恒温烘箱具有辐射系数高、能耗低、升温快、保温性能好等特点，进一步缩短了测试样品内部与外部加热达到设定测试环境温度的时间。

恒温过程中，通过内部加热部件2中布置在加热棒21附近的热电偶22反馈的温度检测到样品内部温度开始高于热风循环恒温烘箱1内预设测试环境温度时，则认为自反应发生。此时，根据样品内部热电偶22的温度反馈值调节热风循环恒温烘箱1内的测试环境温度，达到测试环境温度与样品温度同步升温。以保证样品整个自反应过程为近似绝热过程。

在整个测试过程中，数据处理器6接收控制器4中分别来自温度采集单元41的数据和计时单元43的数据持续记录样品温升曲线，并将样品温度内外平衡的时间点自动标记在温升曲线上。

最后，在数据处理器6的样品温升曲线上找到最大温升速率点，该点对应的时间点为TMRad测试的结束时间。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。