一种绝缘材料导热系数测量装置

本技术属于测量仪器设备，具体的是涉及一种绝缘材料导热系数测量的装置及方法。

背景技术：

1、导热系数是衡量材料热物理性质的重要参数，也是热工计算与各种工业炉设计所需的重要性能指标之一。测量导热系数的方法较多，针对不同的材料，不同的应用目的，材料的导热系数范围、制备试样的样品几何形状、测试条件(温度、气氛等)、数据所需的精确度、测量周期及所需费用等一系列因素的影响。热线法是目前使用较为广范的一种试验方法。

2、现有技术中热线法主要是在两个试样之间平行插入线性热导体和热电偶，对热线进行局部加热，通过测量离热线一定距离出的温度升高来确定热导率。现有技术中热电偶的两端分别位于两试样中间某点以及试样外部的某点，通过测量热电偶两端之间的热电势，从而获得两端的温度差，然后计算获得材料的导热系数。而该方法中热电偶的两端均受到热线的影响，因为受环境温度扰动影响比较大，导致了测试结果的准确性与精度下降。

技术实现思路

1、本实用新型解决的目的是提供一种测试数据准确且精度高的绝缘材料导热系数测量装置，操作方便且准确。

2、本实用新型的目的可采用如下技术方案来实现：一种绝缘材料导热系数测试装置，其特征在于：包括待测材料测试盒，待测材料参考盒，热电偶，热线；所述测试盒和参考盒都是由上下两片待测材料平行放置于保温外壳中；所述热电偶的参考端放置于参考盒中，所述热电偶的测温端放置于测试盒中，参考端在参考盒中的位置与测温端在测试盒中的位置一致，所述热线位于测试盒中上下两片待测材料的中心线，且热电偶与热线平行。

3、进一步，热电偶与热线之间的距离为10～15mm，从而可以保证热电偶温度的测温端温度的升高比较平稳，且保证其温度的升高是由待测材料的传热所致。

4、进一步，所述保温外壳外覆盖一层隔热材料。所述保温外壳和隔热材料，可以减小测量过程中环境温度扰动的影响。

5、进一步，所述热线为温度系数小的电阻丝，所述热线由恒流源提供恒定的加热功率。

6、进一步，所述热电偶的参考端位于参考盒中两片待测材料的正中间位置；所述热电偶的测温端位于测试盒中两片待测材料的正中间位置；从而保证热电偶的两端不受外界环境的影响，更趋向于理想化的状态。

7、本实用新型所提供的技术方案与现有技术方案相比，能够获得以下有益效果：

8、1)通过待测材料参考盒的设置，将热电偶的参考端设置于待测材料参考盒中，与热电偶测温端在待测材料测试盒中位置一致，从而保证测温端与参考端在外界环境温度扰动时所受影响相同。当测量材料在高温或低温环境下的导热系数时，因为环境温度的控制不可能完全稳定不变，当环境温度扰动时，热电偶参考端和测量端处于同样的传热边界条件下，所受的影响将是同步的。

9、2)待测材料参考盒的设置，可以使得热线加热时，热电偶的参考端温度不受热线加热的影响，从而保证热电偶测得的热电势是由待测材料测试盒中材料温度上升导致的。

技术特征：

1.一种绝缘材料导热系数测量装置，其特征在于：包括待测材料测试盒，待测材料参考盒，热电偶，热线；所述测试盒和参考盒都是由上下两片待测材料平行放置于保温外壳中；所述热电偶的参考端放置于参考盒中，所述热电偶的测温端放置于测试盒中，参考端在参考盒中的位置与测温端在测试盒中的位置一致，所述热线位于测试盒中上下两片待测材料的中心线，且热电偶与热线平行。

2.如权利要求1所述的一种绝缘材料导热系数测量装置，其特征在于：所述热电偶与所述热线之间的距离为10～15mm。

3.如权利要求1所述的一种绝缘材料导热系数测量装置，其特征在于：所述保温外壳外覆盖一层隔热材料。

4.如权利要求1所述的一种绝缘材料导热系数测量装置，其特征在于：所述热线为温度系数小的电阻丝，所述热线由恒流源提供恒定的加热功率。

5.如权利要求1所述的一种绝缘材料导热系数测量装置，其特征在于：所述热电偶的参考端位于参考盒中两片待测材料的正中间位置；所述热电偶的测温端位于测试盒中两片待测材料的正中间位置。

技术总结
本技术公开了一种绝缘材料导热系数测量装置。本技术通过将热电偶的参考端设置于待测材料参考盒中，与热电偶测温端在待测材料测试盒中位置一致，从而保证测温端与参考端在外界环境温度扰动时所受影响相同。当测量材料在高温或低温环境下的导热系数时，因为环境温度的控制不可能完全稳定不变，当环境温度扰动时，热电偶参考端和测量端处于同样的传热边界条件下，所受的影响将是同步的；且可以使得热线加热时，热电偶的参考端温度不受热线加热的影响，从而保证热电偶测得的热电势是由待测材料测试盒中材料温度上升导致的。

技术研发人员：翦知渐,谢中,周艳明
受保护的技术使用者：湖南大学
技术研发日：20221205
技术公布日：2024/1/11