CN103115940B - 一种可大范围调节加载力和温度的接触热阻测量装置 - Google Patents

Abstract

一种可大范围调节加载力和温度的接触热阻测量装置，包括测量单元，测量单元连接到机架，机架的底部与万向轮连接，机架的上表面放置水平仪，测量单元的进液管通过液氮充注管连接到液氮储罐的供液口，测量单元的排气管通过氮气放空管连通到大气环境，本发明采用高真空绝热的方式提高了轴向热流的测量精度，用加载螺栓、推力轴承等实现了对接触面加载力的大范围调节，用液氮槽、电加热圈等实现了对接触面温度的大范围调节，测量过程中可随时调节加载力和温度而不破坏真空度，具有测量精确、工况范围大、操作方便的优点。

Description

一种可大范围调节加载力和温度的接触热阻测量装置

技术领域

本发明涉及固体材料热物理性质测量技术领域，具体涉及一种可大范围调节加载力和温度的接触热阻测量装置。

背景技术

接触热阻是指热量通过固体之间的接触界面传递时遇到的附加阻力。接触热阻的形成机理主要包括实际固体表面凹凸不平导致的不完全接触、以及载热子在接触界面处的散射；前者在常温区和高温区占主导作用，后者在低温区占主导作用。在航空航天、超导、核电、微电子等技术领域，固体界面之间的接触换热是常采用的散热形式。某些情况下接触热阻在整个系统的热阻中占可观的比例，例如高温超导系统中超导体与氮化铝之间的接触热阻是氮化铝材料本身热阻的数十倍。因此获取特定材料和接触条件下的接触热阻对工程系统的散热设计有重要的意义。由于接触热阻受温度、加载条件、热流方向、接触面几何形貌、接触介质等多种因素的综合影响，用现有的一些计算模型得到的预测结果往往与实际值偏差较大，工程应用中需通过实验测量得到接触热阻的值。受测量原理和传感器性能等的限制，通常难以实现对实际接触面的原位测量，目前的接触热阻测量装置均是通过模拟实际接触条件，得到特定材料和接触条件下的接触热阻。

现有的接触热阻测量方法主要是一维稳态导热法，相应的测量装置一般包括抽真空系统、控温系统、加载系统、测量系统等。例如徐烈等（双热流法测定低温真空下固体界面的接触热阻.《低温工程》.1999,(第4期),185-189.）提出了用双热流计测量接触热阻的方法及装置，文中所述装置可以方便地在真空腔外部调节加载力，但波纹管本身的伸缩应力使加载力难以准确测量，尤其在加载力小的情况下；且该装置不易实现从液氮温区到常温区的连续控温。徐圣亚和洪国同（真空低温下螺钉压紧的Cu-Cu界面间接触热阻的实验研究.《真空与低温》.2010,第16卷(第3期),153-156.）提出了在接触面温度固定时测螺钉压紧的界面间接触热阻的实验方法及装置，该装置能模拟低温和真空的接触条件，但无法在真空腔外部调节加载力，故不便于对同组试件进行相同温度、不同加载力的接触热阻测量，也得不到加载——卸载过程中接触热阻的滞环变化规律。黄海明等（机械压力作用下接触热阻测量装置及测量方法.2011,CN101887041B.）提出的装置用专用压力机加载，Kwabena A.Narh等（Apparatus andmethod for simultaneously determining thermal conductivity andthermal contact resistance.2011,US6142662A.）提出的装置加载力可达3MPa;但上述两种装置中均采用包裹隔热材料的方式减小试件的径向散热，这种绝热方式比高真空绝热的效果差,当接触面温度远低于环境温度时会给轴向热流的测量带入显著的误差。洪军等（一种固定结合面真空接触热导测量装置.2011,CN102141529A.）提出的装置采用压电陶瓷调节加载力，适用于加载力不大的工况；该装置用液氮直接冷却制冷液，而常压下液氮温度约为-163℃，易造成制冷液冻结。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可大范围调节加载力和温度的接触热阻测量装置，采用高真空绝热，用加载螺栓、推力轴承等调节加载力，用液氮槽、电加热圈等调节温度，具有测量精确、工况范围大、操作方便的优点。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种可大范围调节加载力和温度的接触热阻测量装置，包括测量单元1，测量单元1的真空腔固定脚36连接到机架7，机架7的底部与万向轮8连接，机架7的上表面放置水平仪5，测量单元1的进液管67通过液氮充注管33连接到液氮储罐10的供液口，测量单元1的排气管66通过氮气放空管3连通到大气环境。

测量单元1的抽真空接口44通过波纹管12连接到分子泵13的进气口，分子泵13的排气口通过电磁挡板阀14连接到机械泵15的进气口，测量单元1的热偶规卡口34与热偶规31连接，热偶规31通过热偶规电缆17连接到复合真空计18，测量单元1的电离规卡口35与电离规30连接，电离规30通过电离规电缆16连接到复合真空计18，测量单元1的充气接口43通过充气管32连接到高压气瓶9的供气口。

测量单元1的电源线接口55与电源线航空插头29连接，电源线24穿过电源线接口55及电源线航空插头29，电源线24采用2对铜导线：一对铜导线连接主加热圈47与直流电源19；另一对铜导线连接辅助加热圈58和直流电源19，测量单元1的信号线接口57与信号线航空插头28连接，电缆线25穿过信号线接口57及信号线航空插头28，连接荷重传感器61与测力仪20，热电偶2穿过信号线接口57及信号线航空插头28，热电偶2采用18对T型热电偶，热电偶2的各个测量端27布置在相应测点上，热电偶2的各个参考端26浸入冰点槽23中，热电偶2的参考端26通过延长线与数字万用表21连接，数字万用表21与PC机22连接。

所述的测量单元1，包括真空腔37及其附属结构，真空腔37的附属结构通过焊接与真空腔37连接，真空腔37通过О形橡胶圈与玻璃罩40的底部连接，加载架39与真空腔37的底部连接，加载架39的顶盘60与封装套49上部通过螺纹连接，封装套49下部开孔，与隔热棒48的侧面过盈配合，定位钢球63、钢性垫片62、荷重传感器61均封装在封装套49中，定位钢球63与加载架39的顶盘60配合，定位钢球63下顶点与钢性垫片62上表面接触，钢性垫片62下表面与荷重传感器61凸面侧接触，荷重传感器61平面侧与隔热棒48上端面贴合，隔热棒48下端面与热流计46上端面贴合，热流计46上侧箍有主加热圈47，热流计46下端面与上试件65上端面贴合，上试件65下端面与下试件59上端面贴合，上试件65和下试件59的外侧布置防辐射屏45，下试件59下端面与承重柱53上端面的中部沉槽贴合，承重柱53上端面开环形槽，嵌入辅助加热圈58，承重柱53下端面与承重柱支撑座52的上部沉槽贴合，承重柱支撑座52通过承重柱支撑脚54固定在真空腔37底部，承重柱53与液氮槽38通过焊接连接，承重柱53贯穿液氮槽38，进液管67在液氮槽38内的部分缠绕在承重柱53上，进液管67出口与液氮槽38内的下部空间连通，排气管66进口与液氮槽38内的上部空间连通；

真空腔37的附属结构包括热偶规卡口34、电离规卡口35、真空腔固定脚36、充气接口43、抽真空接口44、电源线接口55、信号线接口57，均通过焊接与真空腔37连接。

所述的加载架39包括定位销50、底盘51、加载螺栓41、推力轴承42、拉杆56、顶盘60；定位销50的下端通过螺纹连接固定在真空腔37底部，定位销50的上端与底盘51的通孔呈间隙配合，底盘51与加载螺栓41通过螺纹连接，加载螺栓41与推力轴承42配合，推力轴承42固定在真空腔37外侧底部，底盘51与拉杆56的下端通过螺纹连接，拉杆56的上端与顶盘60通过螺纹连接。

在热流计46、上试件65及下试件59的侧面均打有测温孔64，热电偶2的各个测量端27插入到相应测温孔64的最深处。

本发明克服了现有接触热阻测量装置中存在的对接触面加载力和温度调节范围小的不足，采用高真空绝热的方式提高了轴向热流的测量精度，用加载螺栓、推力轴承等实现了对接触面加载力的大范围调节，用液氮槽、电加热圈等实现了对接触面温度的大范围调节，测量过程中可随时调节加载力和温度而不破坏真空度，具有测量精确、工况范围大、操作方便的优点。

附图说明

图1为本发明的接触热阻测量装置的系统示意图。

图2a为本发明的测量单元1的轴测示意图。

图2b为本发明的测量单元1的前视示意图。

图2c为本发明的测量单元1的右视剖示图。

图3a为本发明的热流计46、上试件65及下试件59的装配示意图。

图3b为本发明的热流计46、上试件65及下试件59的温度分布示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细的说明。

参照图1和图2a，一种可大范围调节加载力和温度的接触热阻测量装置，包括测量单元1，测量单元1的真空腔固定脚36通过螺栓连接到机架7的上表面。真空腔固定脚36共有四个，均焊接在真空腔37上。机架7由角钢制成，长1.2m，宽0.6m,高1.2m，机架7的上表面铺设钢板，机架7内侧焊有仪表箱。机架7的上表面放置水平仪5，水平仪5为便携式的L型气泡水平仪。机架7的底部与万向轮8连接，在万向轮8的邻近位置配套装有可调高度的支撑脚，机架7静置于地面时，通过此支撑脚和水平仪5，可调节机架7的上表面达水平位置。测量单元1的进液管67通过液氮充注管33连接到液氮储罐10的供液口。液氮充注管33与液氮充注阀4串联，通过调节液氮充注阀4的开度可实现对液氮槽38的充液和补液。测量单元1的排气管66通过氮气放空管3连通到大气环境。

参照图1和图2b，测量单元1的抽真空接口44通过波纹管12连接到分子泵13的进气口，波纹管12与手动挡板阀11串联，波纹管12有减振作用。分子泵13的排气口通过电磁挡板阀14连接到机械泵15的进气口。测量单元1的热偶规卡口34与热偶规31连接，热偶规31通过热偶规电缆17连接到复合真空计18。测量单元1的电离规卡口35与电离规30连接，电离规30通过电离规电缆16连接到复合真空计18。测量单元1内的气压高于0.1Pa时，复合真空计18显示热偶规31测得的数值；测量单元1内的气压低于0.1Pa时，复合真空计18同时还显示电离规30测得的数值。测量单元1的充气接口43通过充气管32连接到高压气瓶9的供气口，测量存在间隙气体的接触热阻时用到充气功能。

参照图1和图2c，测量单元1的电源线接口55与电源线航空插头29连接。电源线24穿过电源线接口55及电源线航空插头29，电源线24采用2对铜导线：一对铜导线连接主加热圈47与直流电源19；另一对铜导线连接辅助加热圈58与直流电源19。测量单元1的信号线接口57与信号线航空插头28连接。电缆线25穿过信号线接口57及信号线航空插头28，连接荷重传感器61与测力仪20，测力仪20可显示加载力的数值。热电偶2穿过信号线接口57及信号线航空插头28。动力线与信号线分开布线并保持一定距离可避免电信号受干扰。热电偶2采用18对T型热电偶。热电偶2的各个测量端27布置在相应测点上，热电偶2的各个参考端26浸入冰点槽23中，热电偶2的参考端26通过延长线与数字万用表21连接。数字万用表21与PC机22连接。热电偶2产生的电压模拟信号，经数字万用表21转换为数字信号，由PC机22内置的接口卡读取后显示并存储。

参照图2a和图2c，所述的测量单元1，是本发明的主体部分，包括真空腔37及其附属结构，真空腔37的附属结构通过焊接与真空腔37连接。真空腔37通过О形橡胶圈与玻璃罩40的底部连接，可满足密封要求，且便于拆卸。加载架39与真空腔37的底部连接。加载架39的顶盘60与封装套49上部通过螺纹连接，封装套49侧面开槽供电线进出，封装套49下部开孔，与隔热棒48的侧面过盈配合，定位钢球63、钢性垫片62、荷重传感器61均封装在封装套49中，此结构可避免更换试件时重新装配相关组件。加载架39的顶盘60下表面的中轴线处开有锥形槽，定位钢球63上部与锥形槽配合，起定位作用。定位钢球63下顶点与钢性垫片62上表面接触，近似于点和面接触，可防止加载力产生侧向分力。钢性垫片62下表面与荷重传感器61的凸面侧接触，荷重传感器61的凸面侧有一小凸台，凸台上表面为弧面，因此在定位钢球63与荷重传感器61中加入钢性垫片62可避免点和点的不稳定接触，提高了对轴向加载力的测量精度，保护了荷重传感器61。荷重传感器61平面侧与隔热棒48上端面贴合。隔热棒48下端面与热流计46上端面贴合，隔热棒用导热系数小的材料制成，长径比大，起隔热作用。热流计46上侧箍有主加热圈47，主加热圈47为试件提供热源,输入直流电，有利于发热功率的稳定和精确调节，其最大功率达300W，可满足低导热系数试件的测量需要。热流计46下端面与上试件65上端面贴合，在此接触面垫铟箔，以降低非测量面的接触热阻。上试件65下端面与下试件59上端面贴合，上试件65和下试件59的外侧布置防辐射屏45。防辐射屏45由铝箔板粘接成筒状，能显著减少试件与外界环境的辐射换热，从而使测得的轴向热流更精确。下试件59下端面与承重柱53上端面的中部沉槽贴合并在接触面垫铟箔，承重柱53上端面开环形槽，嵌入辅助加热圈58。承重柱53下端面与承重柱支撑座52的上部沉槽贴合，并有螺钉定位以防止周向滑动。承重柱支撑座52通过承重柱支撑脚54固定在真空腔37底部，承重柱支撑脚54共三个，其长径比较大，利于隔热。承重柱53与液氮槽38通过焊接连接，承重柱53贯穿液氮槽38，液氮槽38与承重柱支撑座52不接触，以减小漏热。液氮槽38为试件提供冷源，在液氮槽38充液后，承重柱53浸在液氮中的部分与液氮温度相同，其与下试件59的接触面的温度还与辅助加热圈58的电功率有关。进液管67在液氮槽38内的部分缠绕在承重柱53上，进液管67出口与液氮槽38内的下部空间连通，此结构有利于减小补液时承重柱53上端面的温度波动。排气管66进口与液氮槽38内的上部空间连通，排气管66比进液管67管径大，其作用是将液氮槽38中产生的氮气排出。在测量单元1中，加载架39、定位钢球63、钢性垫片62、荷重传感器61、隔热棒48、承重柱53、承重柱支撑座52和承重柱支撑脚54用来实现对试件的加载；隔热棒48、主加热圈47、热流计46、承重柱53、辅助加热圈58、液氮槽38、进液管67和排气管66用来实现对试件的控温。

参照图2b和图2c，真空腔37由不锈钢制成，高187mm，侧壁厚2mm，底板厚20mm。真空腔37的附属结构包括热偶规卡口34、电离规卡口35、真空腔固定脚36、充气接口43、抽真空接口44、电源线接口55、信号线接口57，均通过焊接与真空腔37连接。

参照图2a和图2c，所述的加载架39由不锈钢制成，包括定位销50、底盘51、加载螺栓41、推力轴承42、拉杆56、顶盘60。定位销50共三个，尺寸相同，下端通过螺纹连接固定在真空腔37底部，上端与底盘51的通孔呈间隙配合，因此底盘51可沿定位销50上下平动，但无法周向转动。底盘51与加载螺栓41通过螺纹连接，加载螺栓41设计承载力为5kN,其端部为锯齿形螺纹，适用于千斤顶等单向传力机构。加载螺栓41与推力轴承42配合，推力轴承42固定在真空腔37外侧底部。加载螺栓41与真空腔37接触的部位采用动密封结构，以保证在旋动加载螺栓41时不破坏真空度。推力轴承42可减小加载螺栓41的旋动阻力，便于操作。底盘51与拉杆56的下端通过螺纹连接，拉杆56的上端与顶盘60通过螺纹连接。顺时针旋动加载螺栓41，加载架39可将底盘51所受向下的拉力转变成施加于试件接触面的加载力。

参照图1和图3a，上试件65和下试件59尺寸相同，高40mm，直径20mm。在热流计46、上试件65及下试件59的侧面均打有测温孔64，测温孔64共18个，直径1mm，深10mm。测量时，热电偶2的各个测量端27插入到相应测温孔64的最深处。

本发明的工作过程包括以下步骤：1）参照图1、图2c和图3a，首先利用水平仪5和机架7的支撑脚将机架7调至水平，以使加载力沿竖直方向。将热电偶2的各个工作端27编号，蘸少量导热脂插入相应的测温孔64中，以保证其与各测点接触良好。热电偶2从测温孔64引出的每对导线在水平位置沿热流计46或两试件的外侧缠绕一圈，并用铝箔胶带固定，以减小沿热电偶线的传热温差。将热流计46、上试件65及下试件59等装配完毕，合上玻璃罩40。2）参照图1，通冷却水，开启机械泵15，同时打开复合真空计18，低真空时复合真空计18显示热偶规31测到的数值，高真空时复合真空计18可自动开启电离规30并显示电离规30测到的数值。抽真空至测量单元1内压力至1Pa左右，再开分子泵13抽至1×10^-3Pa以下。3）参照图1和图2c，向冰点槽23中充入冰水混合物，打开测力仪20、数字万用表21和PC机22，检查热电偶2是否正常工作。开启直流电源19，给荷重传感器61通电，检查荷重传感器61是否正常工作。打开液氮充注阀4，利用液氮储罐10向液氮槽38充液。给主加热圈47和荷重传感器61通电，必要时给辅助加热圈58通电。借助PC机22的温度显示，调节电加热圈功率使两试件接触面温度至预设值。在测量过程中，若要使两试件的接触面温度略高于液氮温度，则将主加热圈47调至较小功率，停用辅助加热圈58；若要使两试件的接触面温度在液氮温区至常温区变化，则将主加热圈47调至较大功率，同时调节辅助加热圈58的功率，并及时向液氮槽38补液。承重柱53等会因温度变化而产生热应力，故调节温度的同时观察测力仪20的示数，使加载力保持在较小值，待两试件接触面温度稳定后再旋动加载螺栓41使接触面加载力至预设值。4）参照图1和图2b，手动记录复合真空计18和测力仪20的示数，然后换算成真空度和加载力，PC机22能够自动扫描存储各测点温度，故对某时刻需要的数据作出标记即可。若需对同样的两试件测不同加载力和温度下的接触热阻，则改变工况后继续测量。完成测量任务后，继续加热将液氮槽38内的液氮蒸干，然后卸去加载力。停用分子泵13，再停用机械泵15，关闭冷却水，打开抽真空接口44处的法兰，使测量单元1和分子泵13内的压强达大气压。待测量单元1内恢复到常温常压，关闭各仪表，断开总电源。5）参照图3a和图3b，将热流计46上各测点的温度用最小二乘法拟合成直线，此段直线的斜率为dz/dT，若热流计46材料的导热系数为λ，则通过热流计46圆截面的热流密度q=|λ·dT/dz|。忽略径向热损失时，q即为通过两试件接触面的热流密度。另将上试件65和下试件59上各测点的温度用最小二乘法分别拟合成直线并延伸至接触面位置，则可得到接触面两侧的名义温差ΔT，于是接触热阻R=ΔT/q。

本发明还可通过如下方式工作：为测量上试件65和下试件59接触面的微小间隙内存在某特定气体时的接触热阻，可对测量单元1抽真空到1×10^-3Pa以下，再通过高压气瓶9、充气阀6、充气管32和充气接口43向测量单元1内充气，但要避免测量单元1内的压强升至0.1Pa以上而显著影响轴向热流的测量精度。

图中：1为测量单元；2为热电偶；3为氮气放空管；4为液氮充注阀；5为水平仪；6为充气阀；7为机架；8为万向轮；9为高压气瓶；10为液氮储罐；11为手动挡板阀；12为波纹管；13为分子泵；14为电磁挡板阀；15为机械泵；16为电离规电缆；17为热偶规电缆；18为复合真空计；19为直流电源；20为测力仪；21为数字万用表；22为PC机；23为冰点槽；24为电源线；25为电缆线；26为参考端；27为测量端；28为信号线航空插头；29为电源线航空插头；30为电离规；31为热偶规；32为充气管；33为液氮充注管；34为热偶规卡口；35为电离规卡口；36为真空腔固定脚；37为真空腔；38为液氮槽；39为加载架；40为玻璃罩；41为加载螺栓；42为推力轴承；43为充气接口；44为抽真空接口；45为防辐射屏；46为热流计；47为主加热圈；48为隔热棒；49为封装套；50为定位销；51为底盘；52为承重柱支撑座；53为承重柱；54为承重柱支撑脚；55为电源线接口；56为拉杆；57为信号线接口；58为辅助加热圈；59为下试件；60为顶盘；61为荷重传感器；62为钢性垫片；63为定位钢球；64为测温孔；65为上试件；66为排气管；67为进液管。

Claims (1)

1.一种可大范围调节加载力和温度的接触热阻测量装置，包括测量单元(1)，其特征在于：测量单元(1)的真空腔固定脚(36)连接到机架(7)，机架(7)的底部与万向轮(8)连接，机架(7)的上表面放置水平仪(5)，测量单元(1)的进液管(67)通过液氮充注管(33)连接到液氮储罐(10)的供液口，测量单元(1)的排气管(66)通过氮气放空管(3)连通到大气环境；

测量单元(1)的抽真空接口(44)通过波纹管(12)连接到分子泵(13)的进气口，分子泵(13)的排气口通过电磁挡板阀(14)连接到机械泵(15)的进气口，测量单元(1)的热偶规卡口(34)与热偶规(31)连接，热偶规(31)通过热偶规电缆(17)连接到复合真空计(18)，测量单元(1)的电离规卡口(35)与电离规(30)连接，电离规(30)通过电离规电缆(16)连接到复合真空计(18)，测量单元(1)的充气接口(43)通过充气管(32)连接到高压气瓶(9)的供气口；

测量单元(1)的电源线接口(55)与电源线航空插头(29)连接，电源线(24)穿过电源线接口(55)及电源线航空插头(29)，电源线(24)采用2对铜导线：一对铜导线连接主加热圈(47)与直流电源(19)；另一对铜导线连接辅助加热圈(58)和直流电源(19)，测量单元(1)的信号线接口(57)与信号线航空插头(28)连接，电缆线(25)穿过信号线接口(57)及信号线航空插头(28)，连接荷重传感器(61)与测力仪(20)，热电偶(2)穿过信号线接口(57)及信号线航空插头(28)，热电偶(2)采用18对T型热电偶，热电偶(2)的各个测量端(27)布置在相应测点上，热电偶(2)的各个参考端(26)浸入冰点槽(23)中，热电偶(2)的参考端(26)通过延长线与数字万用表(21)连接，数字万用表(21)与PC机(22)连接；

所述的测量单元(1)，包括真空腔(37)及其附属结构，真空腔(37)的附属结构通过焊接与真空腔(37)连接，真空腔(37)通过О形橡胶圈与玻璃罩(40)的底部连接，加载架(39)与真空腔(37)的底部连接，加载架(39)的顶盘(60)与封装套(49)上部通过螺纹连接，封装套(49)下部开孔，与隔热棒(48)的侧面过盈配合，定位钢球(63)、钢性垫片(62)、荷重传感器(61)均封装在封装套(49)中，定位钢球(63)与加载架(39)的顶盘(60)配合，定位钢球(63)下顶点与钢性垫片(62)上表面接触，钢性垫片(62)下表面与荷重传感器(61)凸面侧接触，荷重传感器(61)平面侧与隔热棒(48)上端面贴合，隔热棒(48)下端面与热流计(46)上端面贴合，热流计(46)上侧箍有主加热圈(47)，热流计(46)下端面与上试件(65)上端面贴合，上试件(65)下端面与下试件(59)上端面贴合，上试件(65)和下试件(59)的外侧布置防辐射屏(45)，下试件(59)下端面与承重柱(53)上端面的中部沉槽贴合，承重柱(53)上端面开环形槽，嵌入辅助加热圈(58)，承重柱(53)下端面与承重柱支撑座(52)的上部沉槽贴合，承重柱支撑座(52)通过承重柱支撑脚(54)固定在真空腔(37)底部，承重柱(53)与液氮槽(38)通过焊接连接，承重柱(53)贯穿液氮槽(38)，进液管(67)在液氮槽(38)内的部分缠绕在承重柱(53)上，进液管(67)出口与液氮槽(38)内的下部空间连通，排气管(66)进口与液氮槽(38)内的上部空间连通；

真空腔(37)的附属结构包括热偶规卡口(34)、电离规卡口(35)、真空腔固定脚(36)、充气接口(43)、抽真空接口(44)、电源线接口(55)、信号线接口(57)，均通过焊接与真空腔(37)连接；

所述的加载架(39)包括定位销(50)、底盘(51)、加载螺栓(41)、推力轴承(42)、拉杆(56)、顶盘(60)；定位销(50)的下端通过螺纹连接固定在真空腔(37)底部，定位销(50)的上端与底盘(51)的通孔呈间隙配合，底盘(51)与加载螺栓(41)通过螺纹连接，加载螺栓(41)与推力轴承(42)配合，推力轴承(42)固定在真空腔(37)外侧底部，底盘(51)与拉杆(56)的下端通过螺纹连接，拉杆(56)的上端与顶盘(60)通过螺纹连接；

在热流计(46)、上试件(65)及下试件(59)的侧面均打有测温孔(64)，热电偶(2)的各个测量端(27)插入到相应测温孔(64)的最深处。