超高温隔热性能试验装置及试验方法_2

81与信号转换模块82连接。由于电加热体412的温度较高，所以采用红外测温方式更为适宜。红外测温传感器通过石英玻璃管11连入炉壳411内。其中，还包括计算机控制单元1，对试样测温单元8获取的试样热面温度数据及冷面温度数据和电加热体测温单元9获取的电加热体412温度数据进行转换、存储及分析，计算机控制单元I还控制电加热体412的升温速率及最终温度。通过计算机控制单元不但可实现试验过程的自动控制，而且可对试验数据进行存储和分析，得到相应的实验结果。
[0044]作为上述实施例的优选，底座421的顶面具有环形连接槽，上炉体与下炉体结合时，炉壳411的下端插入环形连接槽内，炉壳411与底座421之间通过密封件密封。密封件一般采用密封圈，密封圈设于环形连接槽内。或者在底座421的顶面形成连接筒，炉壳411套于连接筒外，通过炉壳411与连接筒之间实现密封。或者炉壳411的下端面与底座421的顶面之间形成密封。当底座421的顶面形成连接筒时，底座保温层422整体或部分置于连接筒内。
[0045]作为上述实施例的优选，还包括支架5和可沿支架5垂直运动的升降装置3，底座421固定于支架5上，炉壳411与升降装置3连接，上炉体410在升降装置3的带动下与下炉体420结合或分离。升降装置3的具体结构可从现有技术中选取，在此不再赘述。升降装置3可将上炉体410限定在任何位置，即当上炉体410与下炉体420结合时，升降装置3还起到对上炉体410固定限位的作用。底座421与支架5可以为一体。
[0046]作为上述实施例的优选，为了避免炉体表面温度过高，在炉壳411和底座421上分别具有冷却水循环系统13、14。冷却水循环系统的具体构造均选自现有技术，在此不再赘述。
[0047]作为上述实施例的优选，进气口 414和出气口 415上分别设有手动阀门和电磁阀。手动阀门用于在测试准备阶段进行抽真空和充入保护气体时进气口 414和出气口 415的启闭，电磁阀用于在测试过程中通过计算机控制单元I进行自动控制以保证炉腔内压力与外界平衡，当然为实现该目的，必然会有压力传感器用于获取炉腔内的压力信息，并传递至计算机控制单元I。
[0048]作为上述实施例的优选，导热垫片7为绝缘体。这样采用的石墨电加热体的表面就不必有绝缘层，对石墨电加热体的要求低，利于低成本。
[0049]另一方面，本发明实施例提供了一种超高温隔热性能试验方法，采用上述任一实施例的试验装置，包括如下步骤:
[0050]将上炉体410与下炉体420分离，将待测的试样6置于下炉体420的试样容置室423内，在试样6上加盖导热垫片7 ;
[0051]将上炉体410与下炉体420结合，炉壳411与底座421之间形成密闭的炉腔，启动炉壳411和底座421上的冷却水循环系统；
[0052]关闭进气口 414，用真空泵通过排气口 415将炉腔内抽至一定的真空度，然后通过进气口 414向炉腔内充入保护气体至I标准大气压后，关闭进气口 414，再次启动真空泵将炉腔内抽至一定的真空度后，通过进气口 414向炉腔内充入保护气体至I标准大气压；
[0053]按设定的升温方案控制电加热体412进行加热；
[0054]通过试样测温单元8和电加热体测温单元9获得试验所需的试样的热面温度及冷面温度和电加热体温度；
[0055]升温过程中通过排气口 415排气或通过进气口 414补入保护气体以维持炉腔内的压力。测试完成后整理、分析数据即可得到相应的结果。
[0056]其中通过真空泵使炉腔内压力降至20mbar。保护气体为氩气。当然，也可以先向炉体内冲入氮气，在最后一次充入保护气体后再充入氩气。
[0057]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.超高温隔热性能试验装置，包括加热炉，所述加热炉包括下炉体和上炉体，其特征在于，其中 所述下炉体包括底座和设于底座上的底座保温层，所述底座保温层的顶部下凹形成试样容置室； 所述上炉体包括炉壳、设于炉壳内的电加热体和设于电加热体与炉壳之间的炉壳保温层，所述炉壳上具有连通内外的进气口和出气口，所述进气口和出气口上分别设有阀门； 所述上炉体与下炉体结合后，所述炉壳和底座结合形成密闭的炉腔，所述电加热体与设于试样顶面的导热垫片相接触，所述电加热体通过导热垫片与试样实现接触式热传导，所述炉壳保温层与底座保温层相接触在所述试样及电加热体外侧形成整体保温层。
2.根据权利要求1所述的超高温隔热性能试验装置，其特征在于，所述电加热体为石墨电加热体。
3.根据权利要求1所述的超高温隔热性能试验装置，其特征在于，还包括: 试样测温单元，测量试样热面温度及冷面温度； 电加热体测温单元，测量电加热体温度。
4.根据权利要求3所述的超高温隔热性能试验装置，其特征在于，所述试样测温单元包括热电偶和与热电偶连接用于对温度信号进行转换的信号转换模块；所述电加热体测温单元为设于炉壳上的红外测温传感器。
5.根据权利要求3所述的超高温隔热性能试验装置，其特征在于，还包括计算机控制单元，对试样测温单元获取的试样热面温度数据及冷面温度数据和电加热体测温单元获取的电加热体温度数据进行转换、存储及分析，所述计算机控制单元还控制电加热体的升温速率及最终温度。
6.根据权利要求1所述的超高温隔热性能试验装置，其特征在于，所述底座的顶面具有环形连接槽，所述上炉体与下炉体结合时，所述炉壳的下端插入所述环形连接槽内，所述炉壳与所述底座之间通过密封件密封。
7.根据权利要求1所述的超高温隔热性能试验装置，其特征在于，还包括支架和可沿所述支架垂直运动的升降装置，所述底座固定于所述支架上，所述炉壳与所述升降装置连接，所述上炉体在所述升降装置的带动下与下炉体结合或分离；所述炉壳和底座上分别具有冷却水循环系统；所述进气口和出气口上分别设有手动阀门和电磁阀。
8.根据权利要求1所述的超高温隔热性能试验装置，其特征在于，所述导热垫片为绝缘体。
9.超高温隔热性能试验方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的试验装置，包括如下步骤: 将上炉体与下炉体分离，将待测的试样置于下炉体的试样容置室内，在试样上加盖导热垫片； 将上炉体与下炉体结合，炉壳与底座之间形成密闭的炉腔，启动炉壳和底座上的冷却水循环系统； 关闭进气口，用真空泵通过排气口将炉腔内抽至一定的真空度，然后通过进气口向炉腔内充入保护气体至I标准大气压后，打开进气口向炉体内冲入氮气，关闭进气口，再次启动真空泵将炉腔内抽至一定的真空度后，通过进气口向炉腔内充入保护气体至I标准大气压； 按设定的升温方案控制电加热体进行加热； 通过试样测温单元和电加热体测温单元获得试验所需的试样的热面温度及冷面温度和电加热体温度； 升温过程中通过排气口排气或通过进气口补入保护气体以维持炉腔内的压力。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，其中通过真空泵使炉腔内压力降至20mbar ;所述保护气体为氩气。
【专利摘要】本发明公开了一种超高温隔热性能试验装置及试验方法，超高温隔热性能试验装置包括加热炉，加热炉包括下炉体和上炉体，下炉体包括底座和设于底座上的底座保温层，底座保温层的顶部下凹形成试样容置室；上炉体包括炉壳、设于炉壳内的电加热体和设于电加热体与炉壳之间的炉壳保温层，炉壳上具有连通内外的进气口和出气口，进气口和出气口上分别设有阀门；上炉体与下炉体结合后，炉壳和底座结合形成密闭的炉腔，电加热体与设于试样顶面的导热垫片相接触，电加热体通过导热垫片与试样实现接触式热传导，炉壳保温层与底座保温层相接触在所述试样及电加热体外侧形成整体保温层。本发明可在封闭环境下最大限度模拟超高温实际工作条件。
【IPC分类】G01N25-20
【公开号】CN104569046
【申请号】CN201510020978
【发明人】孙浩然, 陈玉峰, 陈曙光, 张世超, 王广海, 孙现凯, 邓可为, 李世新, 张峰, 方凯
【申请人】中国建筑材料科学研究总院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月15日