专利名称：土壤热物性测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于土壤热物性参数的测试仪器。
在工程设计及科研领域经常会用到一些材料或物质的热物性参数，热物性参数的值均在上、下限之间有一定的范围，在工程设计中为了保险起见，经常凭经验选取偏重于上限位，因此会造成材料的浪费，提高工程造价，特别是对于可塑性大的土壤和具有流动性的细砂等物质来说，还没有可直接用于测试热物性参数的仪器，尤其是在此类物质处于冻结状态，测试更加困难，使热物性参数不能直接测出或测试数据难以准确，浪费了材料和时间，提高了工程造价，难以保证工程质量和科研成果的准确性、科学性。
本实用新型的目的是设计一种土壤热物性测试仪，它可以测试可塑性大和具有流动性物质的热物性参数，它应具有可以直接测试出热物性的准确参数，以节省时间，节约材料，降低工程造价，保证工程质量和科研成果的准确性、科学性。
本实用新型由试样盒1、加热装置2、温度信号检测装置3组成，试样盒1内部有叠放在一起的四个框盒6、7、8、9，加热装置2的薄膜加热器2-1设在框盒6与框盒7之间，加热装置2的薄膜加热器2-2设在框盒8与框盒9之间，温度信号检测装置3的绝热面热电偶3-4设在框盒7与框盒8之间，温度信号检测装置3的加热面热电偶3-3设在薄膜加热器2-1与框盒7之间，加热面热电偶3-3和绝热面热电偶3-4的信号端3-6分别由导线经温度信号检测装置3的冰点瓶3-5后连接到信号调理放大器3-2的两条通道上，温度信号检测装置3的信号调理放大器3-2与计算机3-1相连接。
将被测的材料放入试样盒中，经薄膜加热器加热后，由绝热面热电偶和加热面热电偶将信息经信号调理放大器3-2传给计算机3-1。所以本实用新型可以直接测试出一些材料或物质的热物性参数，还可以测试出可塑性大、流动性物质的热物性参数，具有测试数据准确、节约时间、节省材料、降低成本、保证工程质量和科研成果的准确性等优点。
图1是本实用新型的结构示意图，图2是试样盒1的结构图，图3是图2的A-A剖视图，图4是图2的B-B剖视图，图5是实施例三中的薄膜加热器的结构示意图。
实施例一本实施例由试样盒1、加热装置2、温度信号检测装置3组成，试样盒1是由钢制底板4、绝热板5、框盒6、框盒7、框盒8、框盒9、绝热板10、钢制压板11自下而上叠放在一起，并由紧固装置12固定连接在一起而形成；加热装置由薄膜加热器2-1、薄膜加热器2-2、直流稳压电源2-3组成，薄膜加热器2-1与薄膜加热器2-2并联后，其两端连接在直流稳压电源2-3的输出端上，薄膜加热器2-1设在框盒6与框盒7之间，薄膜加热器2-2设在框盒8与框盒9之间；温度信号检测装置3由计算机3-1、信号调理放大器3-2、加热面热电偶3-3、绝热面热电偶3-4、冰点瓶3-5组成，加热面热电偶3-3设在薄膜加热器2-1与框盒7之间，绝热面热电偶3-4设在框盒7与框盒8之间，加热面热电偶3-3和绝热面热电偶3-4的信号端3-6由导线经冰点瓶3-5后分别接到信号调理放大器3-2的两条通道上，加热面热电偶3-3和绝热面热电偶3-4的信号负极3-6与信号调理放大器3-2的信号地相连接，信号调理放大器3-2由导线与计算机3-1相连接。
实施例二本实施例与实施例一不同的是框盒6、7、8、9内部方孔12的宽度M应大于每个框盒6、7、8、9的厚度N的六倍。其它组成和连接关系与实施例一相同。
在实际测量中，无限大平板是不可能实现的。但是通过理论分析可以确定，当材料的横向尺寸大于厚度的六倍时，在试样中心处测定的温度与无限大平板情况下温度的差别可以忽略不计。
实施例三本实施例与实施例一、二不同的是薄膜加热器2-1和薄膜加热器2-2为高电阻率康筒箔的平面加热器2-4，其平面尺寸与框盒6、7、8、9内部方孔12的尺寸相同。平面加热器2-4的外部有绝缘薄膜2-5，平面加热器2-4与绝缘薄膜2-5的总厚度应小于70μm。这样可以使加热器的热惯性很小，而且电阻值稳定，在0-100℃范围内几乎不变，这样有利于形成恒定热流边界条件。其它组成和连接关系与实施例一、二相同。
该仪器将试样放入四个框盒内，并将试样击实，然后按要求安装好试样盒，在冰点瓶中放入碎冰块和水混合。按要求连接加热装置和温度信号检测装置。
权利要求1.土壤热物性测试仪，它由试样盒(1)、加热装置(2)、温度信号检测装置(3)组成，其特征在于试样盒(1)内部有叠放在一起的四个框盒(6)、(7)、(8)、(9)，加热装置(2)的薄膜加热器(2-1)设在框盒(6)与框盒(7)之间，加热装置(2)的薄膜加热器(2-2)设在框盒(8)与框盒(9)之间，温度信号检测装置(3)的绝热面热电偶(3-4)设在框盒(7)与框盒(8)之间，温度信号检测装置(3)的加热面热电偶(3-3)设在薄膜加热器(2-1)与框盒(7)之间，加热面热电偶(3-3)和绝热面热电偶(3-4)的信号端(3-6)分别由导线经温度信号检测装置(3)的冰点瓶(3-5)后连接到信号调理放大器(3-2)的两条通道上，温度信号检测装置(3)的信号调理放大器(3-2)与计算机(3-1)相连接。
2.根据权利要求1所述的土壤热物性测试仪，其特征在于框盒(6)、(7)、(8)、(9)内部方孔(12)的宽度M应大于每个框盒(6)、(7)、(8)、(9)的厚度N的六倍。
3.根据权利要求1所述的土壤热物性测试仪，其特征在于薄膜加热器(2-1)和薄膜加热器(2-2)为高电阻率康筒箔的平面加热器(2-4)，其平面尺寸与框盒(6)、(7)、(8)、(9)内部方孔(12)的尺寸相同。
4.根据权利要求3所述的土壤热物性测试仪，其特征在于平面加热器(2-4)的外部有绝缘薄膜(2-5)，平面加热器(2-4)与绝缘薄膜(2-5)的总厚度应小于70μm。
专利摘要土壤热物性测试仪,它由试样盒1、加热装置2、温度信号检测装置3组成,试样盒内有四个叠放在一起的框盒6、7、8、9,框盒之间设有薄膜加热器2—1和2—2、加热面热电偶3—3、绝热面热电偶3—4,热电偶的信号端3—6分别由导线经冰点瓶3—5后连接到信号调理放大器3—2的两条通道上,信号调理放大器与计算机3—1相连接。它能测出可塑性大的流动性物质的热物性参数,具有测试数据准确、节省时间等优点。
文档编号G01N25/00GK2466645SQ0120081
公开日2001年12月19日 申请日期2001年2月9日 优先权日2001年2月9日
发明者陈友昌, 张昌兴 申请人:大庆油田有限责任公司