一种集测温和加热于一体的量热计组件的制作方法

本实用新型涉及量热装置领域，具体地说是一种集测温和加热于一体的量热计组件。

背景技术：

化学热力学是物质形成、相互反应和稳定存在所必须遵循的基础规律之一，是人们对生产生活现象和经验的总结归纳。通过实验方法验证并量化这些规律，使热力学更加直观并数据化的过程及方法称为量热学。量热学研究不仅能促进基础科学发展完善，使与热相关规律准确量化，还能令人们更好理解物质世界，甚至实用新型制造出性能优异的新材料。

量热学研究所依靠和使用的装置主要是各种类型的量热计，如燃烧量热计、溶解量热计、反应量热计、弛豫量热计、差式扫描量热计和绝热量热计等。不论是何种量热计，都需要准确、快速地测量温度以及精确地控温，测温和控温的精度将直接决定量热计性能。

从上世纪初开始，经过几代量热学家的探索和实践，以及低温制冷、电子测量、自动控制、材料科学和制造工艺等领域的发展，人们已经搭建制造了不少性能优异的量热计，其中具有代表性的有大阪大学、密歇根大学、杨百翰大学、加州大学戴维斯分校、莫斯科大学和大连化物所等单位建立的装置。但是，现有的装置结构复杂且易老化，特别是其中的测量和加热组件，存在结构冗杂、拆装繁复且易损、热响应较慢等缺陷，严重阻碍量热计在当前环境下的推广使用，且不利于商品化，因此迫切需要开发结构紧凑、拆装便捷、热响应快、灵敏度和准确度高的集测温和加热于一体的量热计组件。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种集测温和加热于一体的量热计组件，其具备结构紧凑、拆装便捷、热响应快、灵敏度高、自身热容量小等优点，可用于量热计样品池、热沉、恒温器等部件温度的测量和控制。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种集测温和加热于一体的量热计组件，包括管体、加热线和温度计，其中管体包括由上到下依次连接的加热线缠绕部、螺纹部、引线缠绕部和旋拧固定把手，加热线缠绕部下端设有加热线通孔，引线缠绕部设有引线通孔，管体下端内设有引线空腔，且所述加热线通孔和引线通孔均与所述引线空腔相通，加热线缠绕于所述加热线缠绕部外表面，且所述加热线一端固定于加热线缠绕部上侧自由端，另一端经所述加热线通孔进入引线空腔中，温度计设于管体中且温度计引线伸入引线空腔中，并且加热线引线与温度计引线一起经所述引线通孔引出引线空腔并缠绕于引线缠绕部外表面，然后重新经所述引线通孔进入引线空腔中，并由引线空腔下侧开口引出。

所述加热线缠绕部上端设有加热线固定孔，所述管体上端内设有端空腔，且所述加热线固定孔与所述端空腔相通，所述加热线上端固定于所述加热线固定孔中。

所述管体内设有与所述引线空腔相通的温度计腔，且温度计设于所述温度计腔中。

所述温度计通过导热绝缘胶灌封到所述温度计腔内固定。

所述加热线采取双股绕制方式均匀缠绕于加热线缠绕部外表面。

所述加热线通过导热绝缘胶涂覆固定于加热线缠绕部外表面。

所述加热线引线与温度计引线通过导热绝缘胶涂覆固定于引线缠绕部外表面。

所述管体表面镀有耐温耐腐蚀层。

本实用新型的优点与积极效果为：

1、本实用新型通过缠绕于管体外表面的加热线实现加热，并通过设置于管体内温度计腔中的温度计实现测温，从而实现加热和测温控温一体化。

2、本实用新型通过导向通孔合理排布加热线和引线等导线走向，使得管体在缠绕导线后仍保持均一圆柱形，并且导线双股均匀缠绕于管体外表面，以避免自身热感效应，并通过导热绝缘胶涂覆固定住，保证与管体充分热接触，保持整体良好的导热能力和热均一性，从而达到温度的快速响应和灵敏测试。

3、本实用新型的管体一端设有螺纹部能够与量热计样品池、热沉、恒温器等部件上的内切螺纹相配合，实现量热计组件紧密、牢固的安装和高适配性，并设有旋拧固定把手方便实现量热计组件的便捷拆装。

4、本实用新型的管体通过设计空腔，可减少量热计组件整体质量，从而减小自身热容量，进而避免测温和控温时的热滞后现象。

附图说明

图1为本实用新型的立体示意图，

图2为图1中本实用新型的剖视图，

图3为图1中的管体立体示意图。

其中，1为加热线固定孔；2为加热线缠绕部；3为加热线；4为加热线通孔；5为螺纹部；6为引线缠绕部；7为引线通孔；8为旋拧固定把手；9为端空腔；10为温度计；11为温度计腔；12为引线空腔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1～3所示，本实用新型包括管体、加热线3和温度计10，其中管体包括由上到下依次连接的加热线缠绕部2、螺纹部5、引线缠绕部6和旋拧固定把手8，且所述加热线缠绕部2上端设有加热线固定孔1、下端设有加热线通孔4，所述引线缠绕部6设有引线通孔7，所述管体上端内设有上侧开口的端空腔9、下端内设有下侧开口的引线空腔12，且所述加热线固定孔1与所述端空腔9相通，所述加热线通孔4和引线通孔7与所述引线空腔12相通，管体内设有与所述引线空腔12相通的温度计腔11，且温度计10设于所述温度计腔11中，加热线3缠绕于所述加热线缠绕部2外表面，且所述加热线3一端固定于所述加热线固定孔1中，另一端经所述加热线通孔4进入引线空腔12中，且加热线3引线与温度计10引线一起经所述引线通孔7引出引线空腔12并缠绕于引线缠绕部6外表面，然后重新经所述引线通孔7进入引线空腔12中，并由引线空腔12下侧开口引出连接至相应的测量仪表上。

本实施例中，所述加热线3端部对折并将对折头部通过小铁环或螺帽等结构卡住固定于所述加热线固定孔1中，所述加热线3采取双股绕制方式紧密均匀地缠绕在加热线缠绕部2外表面，以避免自身热感效应，并且加热线3及温度计10引线的导线接口、焊接点、引出线路等都掩藏在所述端空腔9和引线空腔12中，以保证缠绕后的管壁整体依然呈现均一圆柱体状，以实现与量热计样品池、热沉、恒温器等部件的充分热接触。

本实施例中，缠绕在加热线缠绕部2和引线缠绕部6外表面的导线通过导热绝缘胶涂覆固定住，以保证与管体的充分热接触。

本实施例中，所述温度计10通过导热绝缘胶灌封到温度计腔11内实现固定。所述温度计腔11尺寸可根据所选用圆柱形温度计的尺寸加工，以安放和固定不同型号温度计。

管体下端设有螺纹部5，所述螺纹部5设有外接螺纹以能够与量热计样品池、热沉、恒温器等部件上的内切螺纹相配合，实现量热计组件紧密、牢固的安装和高适配性，所述旋拧固定把手8可采用六角螺帽等结构，以便徒手即可实现量热计组件的便捷拆装。

本实施例中，所述管体可采用耐高低温、导热率高、化学性质稳定、机械强度大的金属或合金制成，如紫铜、钛等，其表面镀上一层1～20um的耐高低温、导热率高、化学惰性、耐腐蚀的金属或合金形成耐温耐腐蚀层，如金，铂金等。

本实施例中，所述管体整体高度为25～75mm，其中加热线缠绕部2外径4～12mm，高20～70mm，其外表光洁度在8级以上，以满足加热线的紧密缠绕，所述螺纹部5外径5～15mm，高2～6mm，外接螺纹螺距0.5～1.5mm，所述引线缠绕部6外径4～12mm，高2～10mm，其外表光洁度在8级以上，以满足引线的紧密缠绕，所述旋拧固定把手8为公称直径8～16mm，厚2～6mm的中空六角螺帽。

本实施例中，所述加热线固定孔1为直径0.5～2mm的圆孔，其圆心距管体顶端1～5mm，所述加热线通孔4为直径0.5～2mm的圆孔，其圆心距加热线缠绕部2底端1～5mm，所述引线通孔7为直径0.5～2mm的圆孔，其圆心位于引线缠绕部6中间位置。

本实施例中，所述端空腔9内壁直径3～10mm，高度5～30mm，所述引线空腔12内壁直径3～10mm，高度5～20mm。

本实用新型的工作原理为：

(1)将加工好的管体用无水乙醇、去离子水分别洗涤三次后，烘干冷却备用；

(2)选取合适尺寸和测量精度的圆柱形温度计10通过导热绝缘胶灌封到温度计腔11内，实现温度计10固定于管体中；

(3)选取合适长度、线径、电阻的绝缘加热线3，将其一端对折并把对折头部用小铁环或螺帽等卡住固定于加热线固定孔1中；

(4)将加热线3采取双股绕制的方法紧密均匀地缠绕在加热线缠绕部2外表面，以避免自身热感效应；

(5)加热线3另一端及其引线从加热线通孔4进入至管体下端的引线空腔12中，然后加热线3引线和温度计10引线一起穿出引线通孔7，并紧密均匀双股地绕制在引线缠绕部6外表面；

(6)然后所有引线再次穿过引线通孔7进入引线空腔12中，并从引线空腔12下侧开口引出连接至相应测量仪表上；

(7)缠绕在加热线缠绕部2和引线缠绕部6外表面的导线通过导热绝缘胶涂覆固定住，保证与管体充分热接触；

(8)将制作连接好的本实用新型根据需求徒手即可安装固定至量热计样品池、热沉、恒温器等部件上，实现温度快速准确的测量与控制，其中螺纹部5能够与量热计样品池、热沉、恒温器等部件上的内切螺纹相配合，实现量热计组件紧密、牢固的安装和高适配性，所述旋拧固定把手8可采用六角螺帽等结构，以便徒手实现量热计组件的便捷拆装。