[其他]智能式熱線導熱系數測量儀

無效

• 申請號: 87213622
• 申請日: 1987-09-19
• 公開（公告）號: CN87213622U
• 公開（公告）日: 1988-07-27
• 發明（設計）人: 李雅琴;孫海濤;金文貴;張忠進
• 申請（專利權）人: 吉林工業大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N25/18
• 代理公司: 機械工業部吉林工業大學專利事務所
• 代理人: 胡景陽

本實用新型涉及一種電子式熱線導熱系數測試裝置，特別是能夠測定材料導熱系數的一種測試儀器。

對現有相關文獻檢索得知，日本的TC－32型導熱系數測量儀及“科學儀器報導”（1984－1986）中報導的導熱系數測試裝置，均沒有采用微處理器，不具有自動控制測量過程、數據處理、存貯和打印功能，測量精度僅在5－7％，測試周期長，精度低、適用范圍小，嚴重的影響了工廠、企業和施工現場對產品和來料的檢查。

本實用新型的目的，是為了配合即將實施《非金屬固體材料導熱系數測量方法????熱線法》的國家標準而研制的專用儀器。為克服現有儀器的缺點，本實用新型提供了一種先進的智能式對材料導熱系數進行測量的裝置。

本實用新型地目的是以如下方式完成的：

根據熱線法測定材料導熱系數的方法，是將一根由鎳鉻構成的熱阻絲，設置在被測試的材料內，然后通電加熱，通過焊在被測試材料內的熱阻絲上的熱電偶取出被測試材料的溫度信號，輸入給“信號處理電路”，根據其原理關系，歸納出各參量的關系：

λ＝ (θln(τ₂-τ₁))/(4π(θ₂-θ₁)) ………………（1）

式中：θ：是熱線單位長度的發熱功率（w／m）

θ₁、θ₂分別為熱線在時間τ₁、τ₂所測試的溫升。

在測試的過程中，用恒流源向由鎳鉻構成的熱阻絲通以電流I，則其功率：

θ＝I²R………………（2）

在測試時，初始溫度為θ₁，進行定時測量熱阻絲的溫升為θ₂，然而通過焊在熱阻絲上的熱電偶測得的熱電勢為U₁，溫升后的熱電勢為U₂，然后換算成為溫度θ₁和θ₂，簡化上式得導熱系數λ為：

λ＝ (A)/(U₂-U₁) （A₂為常數）………………（3）

設計出一種智能式熱線導熱儀，該儀器由高穩定性的恒流源，控制電路中設有“專用微機系統”，其輸出端設有：打印機、顯示器、輸出接口電路及電源（12V、±5V）等，因此實現了自動控制測量過程、數據處理、打印、校準等功能。操作簡單，使用方便。為工廠、企業和施工現場對產品和來料檢查提供了檢測手段。

本實用新型的具體結構由以下實施例及附圖給出：

圖1：是智能式熱線導熱導熱系數測量儀的原理方框圖。

圖2：是智能式熱線導熱導熱系數測量儀的原理線路圖。

參照圖1、圖2：由直流放大器F007和兩級（3DG12、3DD15C）相串聯的射極輸出負反饋電路組成的恒流源［1］，由鎳鉻絲構成的熱阻絲［2］串聯于恒流源［1］中的3DD15的集電極C上，將熱阻絲［2］設置在被測試材料的一點與熱電偶［3］相焊接，并通過熱電偶［3］連接于由5G7650組成的低噪聲、低漂移的“信號處理電路”［4］，通過開關J₁和A／D轉換電路［8］連接于“專用微機系統”［5］，由鍵盤［7］輸入整機［5］的各種工作指令。其輸出端設有“顯示器”、“打印機”、“輸出接口”電路［6］。

由直徑為0.1～0.4mm之間的鎳鉻絲構成的熱阻絲［2］，放在被測試材料的中間，通過恒流源［1］控制著流過熱阻絲［2］中的電流強度I，隨著被測試的材料不同，因而產生的熱電勢U也不相同，通過焊接在被測試材料內的熱阻絲［2］上的熱電偶［3］，將此溫度信號輸入給由5G7650組成低噪聲、低漂移的“信號處理電路”［4］，經A／D轉換器［8］輸入給由Z80微處理器組成的專用微機系統［5］，自動完成了測量。其測量范圍在0.02～1.999W／mK，測量精度為2％。操作簡單，測試速度快（小于3分鐘）。體積小、重量輕、成本低、精度高、應用范圍廣泛，為工廠、企業和施工現場對產品和來料檢查提供了科學的現代化手段。