专利名称：一种快速评价发热体元件寿命的装置和方法
技术领域：
本发明涉及发热体寿命快速评价,具体地,涉及一种快速评价发热体元件寿命的装置和方法。
背景技术：
对于MoSi2和SiC发热体元件，在正常的使用过程中，随着加热升温、降温的不断循环进行，最终或者由于冷热端焊接面的开裂而终止，或者由于棒材表面保护膜的缺失而发生严重氧化导致局部电阻过大、温度过高断裂而结束寿命。在大规模的产业化生产中，为了确保发热体产品的质量稳定性和可靠性，必须对发热体批次抽检进行产品实际使用寿命评价，而此评价过程要求快速、准确和科学。目前，国内还没有相关的发热体寿命快速评价设备
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种快速评价发热体元件寿命的装置和方法，能够在短时间内了解和掌握MoSi2及SiC发热体在实际使用过程中的耐久寿命，为大规模产业化和进一步研发奠定基础。根据本发明的一个方面，提供一种快速评价发热体元件寿命的装置，包括:电流时间控制器、保温炉以及测温仪，其中:调整和控制发热体元件电流加载时间和卸载时间的所述电流时间控制器连接发热体元件；发热体元件放置于起到安全防护和保温作用的所述保温炉内；用于实时监测发热体元件温度的所述测温仪连接发热体元件。优选地，所述保温炉设置导线，所述导线一端连接所述电流时间控制器，另一端连接发热体元件。根据本发明的另一个方面，提供一种快速评价发热体元件寿命的方法，所述方法通过电流时间控制器对发热体元件按照设定的时间进行反复加载与卸载，并记录所述加载与卸载的循环次数；待发热体元件损坏后，所述加载与卸载的总循环次数即为发热体元件的表征寿命。所述方法包括以下步骤:I)将发热体元件置于所述保温炉内，并将其连接所述电流时间控制器；2)基于发热体元件能够到达所要求的最高温度所需的时间设定加载时间；3)所述发热体元件的表面温度降到预定温度所需的时间设定卸载时间；4)手动操作所述电流时间控制器，逐渐增大通过发热体元件的电流，利用所述测温仪实时测定发热体元件的温度；5)待发热体元件达到设定温度时，按照所述预先设定的加载时间与卸载时间自动运行所述电流时间控制器，直至发热体元件损害，读取循环次数，加载与卸载的总循环次数即为发热体元件的表征寿命。本发明的设计思想是:由于在实际使用过程中，发热体元件在相当长的时间内要经历高温、低温的往复循环，发热体元件的寿命主要决定于冷热端焊口质量和热端表面保护膜的耐久时间，当其中之一由于发热体元件过度疲劳而发生问题，则发热体元件的使用寿命就将结束，根据这种客观情况，可以考虑通过大幅度缩短发热体高、低温往复循环时间，利用电流的快速加载和卸载所产生的热冲击作用加快发热体的疲劳速度，并记录下其高、低温循环次数，直到发热体元件寿命结束，用发热体元件高、低温循环次数来表征其实际使用寿命，称为表征寿命。与现有技术相比，本发明能够在短时间内了解和掌握发热体元件在实际使用过程中的耐久寿命，为大规模产业化和进一步研发奠定基础。
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本发明装置结构示意图；图2为本发明电流时间控制曲线图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。如图1所示,本实施例提供一种快速评价发热体元件40寿命的装置,包括电流时间控制器10、保温炉20、测温仪30，其中:测温仪30主要起到温度监测作用；保温炉20则是起到安全防护和保温作用；电流时间控制器10主要作用是调整和控制发热体元件40的电流加载时间和卸载时间，每次加载和卸载为一个循环，该系统能够准确记录下发热体寿命直至结束的循环次数，该电流时间控制器10由洛阳安特利尔公司提供。本实施例所述保温炉设置导线，所述导线一端连接所述电流时间控制器，另一端连接发热体元件。本实施例提供一种快速评价发热体元件寿命的方法，通过电流时间控制器对发热体元件按照设定的时间进行反复加载与卸载，并记录所述加载与卸载的循环次数；待发热体元件损坏后，所述加载与卸载的总循环次数即为发热体元件的表征寿命。本实施例提供一种快速评价发热体元件40寿命的装置在对所述发热体元件40寿命的快速评价时，将所述发热体元件40置于所述保温炉20内，并将其连接到所述电流时间控制器10 ;基于所述发热体元件40能够到达所要求的最高温度所需的时间设定加载时间；基于所述发热体元件40的表面温度降到500°C以下所需的时间设定卸载时间；手动操作所述电流时间控制器10，逐渐增大通过所述发热体元件40的电流，利用所述测温仪30实时测定所述发热体元件40的温度，待所述发热体元件40达到设定温度时，按照预先设定的加载时间与卸载时间自动运行所述电流时间控制器10，直至所 述发热体元件40损害，读取循环次数，所述加载与卸载的总循环次数即为所述发热体元件40的表征寿命。以下配合图2来介绍利用本实施例的方法对各种发热体元件40进行试验的电流时间控制曲线图:实施例一:采用国外KANTHAL和国内SS，ZC, SC等厂家生产的Φ3/6πιπι的发热体作为实验对象，设定发热体热端表面最高温度为1550°C，加载时间为12s，最低温度为200 300°C，卸载时间为18s，这样一个循环周期为30s。经过测试，上述厂家生产的发热体表征寿命结果分别为:KANTHAL:29881次；HS:11174次；ZC:3855次；SC:20000次。由此可了解不同厂家生产的产品的质量和实际使用寿命。实施例二:采用国外KANTHAL和国内SS，ZC, SC等厂家生产的Φ3/6πιπι的发热体作为实验对象，设定发热体热端表面最高温度为1700°C，加载时间为12s，最低温度为400 500°C，卸载时间为18s，循环周期为30s。经过测试，上述厂家生产的发热体寿命结果分别为:KANTHAL:5018 次；HS:2034 次；ZC:1258 次；SC:3502 次。以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质 内容。
权利要求
1.一种快速评价发热体元件寿命的装置，其特征在于包括: 一电流时间控制器，连接所述发热体元件； 一保温炉，所述发热体元件置于所述保温炉内； 以及一测温仪，用于实时监测所述发热体元件的温度； 所述电流时间控制器对发热体元件按照设定的时间进行反复加载与卸载，所述测温仪记录所述加载与卸载的循环次数。
2.根据权利要求1所述的一种快速评价发热体元件寿命的装置，其特征在于，所述保温炉设置导线，所述导线一端连接所述电流时间控制器，另一端连接发热体元件。
3.一种快速评价发热体元件寿命的方法，其特征在于，所述方法通过电流时间控制器对发热体元件按照设定的时间进行反复加载与卸载，并记录所述加载与卸载的循环次数；待发热体元件损坏后，所述加载与卸载的总循环次数即为发热体元件的表征寿命。
4.根据权利要求1所述的一种快速评价发热体元件寿命的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 1)将发热体元件置于所述保温炉内，并将其连接所述电流时间控制器； 2)基于发热体元件能够到达所要求的最高温度所需的时间设定加载时间； 3)基于所述发热体元件的表面温度降到预定温度所需的时间设定卸载时间； 4)手动操作所述电流时间控制器， 逐渐增大通过发热体元件的电流，利用所述测温仪实时测定发热体元件的温度； 5)待发热体元件达到设定温度时，按照所述预先设定的加载时间与卸载时间自动运行所述电流时间控制器，直至发热体元件损害，读取循环次数，加载与卸载的总循环次数即为发热体兀件的表征寿命。
全文摘要
本发明提供了一种快速评价发热体元件寿命的装置和方法,所述装置包括电流时间控制器、保温炉以及测温仪，所述方法是通过电流时间控制器对发热体元件按照设定的时间进行反复加载与卸载，并记录所述加载与卸载的循环次数，待发热体元件损坏后，所述加载与卸载的总循环次数即为发热体元件的表征寿命。本发明能够在短时间内了解和掌握MoSi2及SiC等发热体在实际使用过程中的耐久寿命，为大规模产业化和进一步研发奠定基础。
文档编号G01N3/60GK103245583SQ20131011843
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者何树先, 王俊 申请人:上海交通大学