岩石比热容测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种岩石比热容测试装置：上支撑板和隔热层上端面开设有连通的相同半径的中心孔；上端盖下端置于中心孔中。下支撑箱上端面通过立柱和上支撑板连接；上端盖置于上支撑板的中心孔中。加热器环绕固定于隔热层内壁上部。外壳、隔热层及加热器布置有插槽；插杆穿过插槽；插杆上设置试样筒。下支撑箱内设置有升降机；升降机上端与伸缩杆固定连接；伸缩杆活动贯穿下支撑箱上部、隔热层底部、量热筒底部。外壳、隔热层布置有扁槽；隔热板置于扁槽中；量热筒置于隔热层下端面。本实用新型设置了试样筒，不仅可以测试完整岩样的比热容，对于破碎岩石也可以测试比热容，而且不影响岩样的物理力学性质，可以保证后续试验的正常进行。
【专利说明】岩石比热容测试装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及比热容测试，具体地指一种岩石比热容测试装置。
【背景技术】
[0002] 比热容是岩石的一项重要的热力学参数。如何准确的测量岩石的比热容，对于岩 石的多场耦合研宄有着重要的意义。然而，在成岩和长期的地质构造的作用下，岩石为多种 矿物集合而成的非均质体。现有的比热容测试仪器多数需要将被测物件放入水中，对于岩 石来说放入水中之后其力学性质会发生改变，有的需要将岩石试样粉碎，这都将导致后续 试验无法进行。 实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种可采用岩石整体干式测量的岩石比热容测试装置。
[0004]它是按如下的技术方案实现的：
[0005]一种岩石比热容测试装置，包括支撑部分、测试部分及测量部分；
[0006]支撑部分：有下支撑箱上端面通过所述立柱和所述上支撑板连接；有外壳与隔热 层均固定于所述上支撑板下端面与所述下支撑箱上端面之间；所述外壳内壁与所述隔热层 吻合；有加热器固定于所述隔热层内壁上部，且所述加热器与所述隔热层吻合；所述上支 撑板和所述隔热层上端面开设有连通的相同半径的中心孔；有上端盖下端置于所述中心孔 中；且所述上端盖下端与所述上支撑板、所述隔热层和所述加热器依次吻合；
[0007]测试部分：所述外壳、所述隔热层及所述加热器在同一高度处对称布置有两个插 槽；有两根插杆穿过两个所述插槽；所述插杆上设置所述试样筒；所述下支撑箱内设置有 升降机；所述升降机与可活动贯穿所述下支撑箱上部、所述隔热层底部及所述量热筒底部 的伸缩杆连接；所述外壳、所述隔热层在同一高度处对称布置有两个扁槽；扁槽设置在所 述插槽下方；所述隔热板置于所述扁槽中；所述量热筒置于所述隔热层下端面；所述试样 筒外径小于所述量热筒内径；
[0008]测量部分：第一热电偶贴于所述试样筒外壁，第四热电偶贴于试样筒内壁，第五热 电偶贴于所述试样筒底部，第二热电偶贴于所述量热筒外壁，所述热电偶贴于所述量热筒 底部，第六热电偶贴于所述量热筒内壁。
[0009]进一步地，所述上端盖上端半径大于下端。
[0010] 进一步地，所述两根插杆外端设置有卡头。
[0011] 还进一步地，所述隔热板为L型结构；所述隔热板上表面左端设置有挡板。
[0012] 又进一步地，所述升降机内设置有电动机。
[0013]再进一步地，所述外壳左端设置有隔热板支架。
[0014]本实用新型的有益之处在于：隔热层环绕于加热器外侧，外壳环绕于隔热层外侧， 外壳内壁与隔热层吻合，外壳、隔热层、隔热板与上端盖形成封闭的保温腔，这种结构可以 最大限度地避免测试试验过程中的热量耗散。由于设置了试样筒，该测试装置不仅可以测 试完整岩样的比热容，对于损伤甚至破碎岩石也可以测试其比热容，而且不影响岩样的物 理力学性质，可以保证后续试验的正常进行。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型岩石比热容测试装置的结构示意图。
[0016] 图2为图1中的A-A截面结构示意图。
[0017] 图3为图1中的B-B截面结构示意图。
[0018] 图4为图1中的C-C截面结构示意图。
[0019] 图中：上端盖1;隔热层2;加热器3;第一热电偶4;试样筒5;插杆6;卡头61;隔 热板7;第二热电偶8;量热筒9;第三热电偶10;上支撑板11;外壳12;第四热电偶13;第 五热电偶15;立柱16;伸缩杆17;第六热电偶18;下支撑箱19;升降机20;隔热板支架21; 挡板22。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步地详细描述，但该实施例不应该理 解为对本实用新型的限制，仅作举例而已，同时通过说明本实用新型的优点将变得更加清 楚和容易理解。
[0021] 一种岩石比热容测试装置，包括支撑部分、测试部分及测量部分；
[0022] 支撑部分：有下支撑箱19上端面通过立柱16和上支撑板11连接；有外壳12与 隔热层2均固定于上支撑板11下端面与下支撑箱19上端面之间；外壳12内壁与隔热层2 吻合；有加热器3固定于隔热层2内壁上部，且加热器3与隔热层2吻合；上支撑板11和隔 热层2上端面开设有连通的相同半径的中心孔；有上端盖1下端置于中心孔中；且上端盖1 下端与上支撑板11、隔热层2和加热器3依次吻合；
[0023] 测试部分：外壳12、隔热层2及加热器3在同一高度处对称布置有两个插槽；有两 根插杆6穿过两个插槽；插杆6上设置试样筒5;下支撑箱19内设置有升降机20;升降机20 与可活动贯穿下支撑箱19上部、隔热层2底部及量热筒9底部的伸缩杆17连接；外壳12、 隔热层2同一高度处对称布置有两个扁槽；扁槽设置在插槽下方；隔热板7置于扁槽中；量 热筒9置于隔热层2下端面；试样筒5外径小于量热筒9内径；
[0024] 测量部分：第一热电偶4贴于试样筒5外壁，第四热电偶13贴于试样筒5内壁，第 五热电偶15贴于试样筒5底部，第二热电偶8贴于量热筒9外壁，热电偶10贴于量热筒9 底部，第六热电偶18贴于量热筒9内壁。
[0025] 优选地，上端盖1上端半径大于下端。
[0026] 优选地，两根插杆6外端设置有卡头61;这样既能方便操作人员插拔插杆6,又能 防止插杆没入插槽无法取出。
[0027] 优选地，隔热板7设置为L型结构；隔热板7上表面左端设置有挡板22。
[0028] 优选地，升降机20内设置有电动机。
[0029] 优选地，外壳12左端设置有隔热板支架21，这样设计使得隔热板的插拔更加平 顺。
[0030] 本实用新型岩石比热容测试装置工作时，按如下步骤进行：
[0031] 1)测定岩石试样14的质量M2，利用量热筒9上的热电偶测定量热筒9的初始温 度为T 1;
[0032] 2)将上端盖1取下，伸缩杆17带动试样筒5上升，将试样14轻放于试样筒5中， 将插杆6插入，伸缩杆17下降带动试样14置于插杆6上，盖上上端盖1，推入隔热板7,将 岩石试样加热，加热完毕时记录下岩石试样14的温度TdP试样筒5的温度T 3;
[0033] 3)将隔热板7拉出，伸缩杆17上升至接触试样筒5,拔出插杆6 ;伸缩杆17再下 降，带动装有岩石试样14的试样筒5放置于量热筒9内，推入隔热板7,等待岩石试样14、 试样筒5与量热筒9达到热平衡，记下此时量热筒9的温度T/岩石试样14的温度T 2'、试 样筒5的温度T3'。
[0034] 4)拉出隔热板7,拿出上端盖1，伸缩杆17上升将岩石试样14送出。
[0035] 量热筒9的比热容与质量为已知，分别为^和]^，试样筒5的比热容与质量为已 知，分别为(： 2和M2，结合电热偶测得的量热筒9、岩石试样14和试样筒5的初始以及最终温 度，根据能量守恒定律，有：
【权利要求】
1. 一种岩石比热容测试装置，其特征在于：包括支撑部分、测试部分及测量部分； 支撑部分：有下支撑箱（19)上端面通过立柱（16)和上支撑板（11)连接；有外壳（12) 与隔热层（2)均固定于所述上支撑板（11)下端面与所述下支撑箱（19)上端面之间；所述 外壳（12)内壁与所述隔热层（2)吻合；有加热器（3)固定于所述隔热层（2)内壁上部，且 所述加热器（3)与所述隔热层（2)吻合；所述上支撑板（11)和所述隔热层（2)上端面开设 有连通的相同半径的中心孔；有上端盖（1)下端置于所述中心孔中；且所述上端盖（1)下 端与所述上支撑板（11)、所述隔热层（2)和所述加热器（3)依次吻合； 测试部分：所述外壳（12)、所述隔热层（2)及所述加热器（3)在同一高度处对称布置 有两个插槽；有两根插杆（6)穿过两个所述插槽；所述插杆（6)上设置试样筒（5);所述下 支撑箱（19)内设置有升降机（20);所述升降机（20)与可活动贯穿所述下支撑箱（19)上 部、所述隔热层（2)底部及量热筒（9)底部的伸缩杆（17)连接；所述外壳（12)、所述隔热层 (2)同一高度处对称布置有两个扁槽；扁槽设置在所述插槽下方；所述隔热板（7)置于所述 扁槽中；所述量热筒（9)置于所述隔热层（2)下端面；所述试样筒（5)外径小于所述量热筒 (9)内径； 测量部分：第一热电偶（4)贴于所述试样筒（5)外壁，第四热电偶（13)贴于试样筒（5) 内壁，第五热电偶（15)贴于所述试样筒（5)底部，第二热电偶（8)贴于所述量热筒（9)外 壁，所述热电偶（10)贴于所述量热筒（9)底部，第六热电偶（18)贴于所述量热筒（9)内壁。
2. 根据权利要求1所述的岩石比热容测试装置，其特征在于：所述上端盖（1)上端半 径大于下端。
3. 根据权利要求1所述的岩石比热容测试装置，其特征在于：所述两根插杆（6)外端 设置有卡头（61)。
4. 根据权利要求1所述的岩石比热容测试装置，其特征在于：所述隔热板（7)为L型 结构；所述隔热板（7)上表面左端设置有挡板（22)。
5. 根据权利要求1所述的岩石比热容测试装置，其特征在于：所述升降机（20)内设置 有电动机。
6. 根据权利要求1所述的岩石比热容测试装置，其特征在于：所述外壳（12)左端设置 有隔热板支架（21)。
【文档编号】G01N25/20GK204241399SQ201420735748
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】周辉, 刘海涛, 渠成堃, 胡大伟, 卢景景, 张传庆 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所