CN104458797B - 一种高压低温导热系数、传热系数的原位测试装置 - Google Patents
一种高压低温导热系数、传热系数的原位测试装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104458797B CN104458797B CN201410616653.2A CN201410616653A CN104458797B CN 104458797 B CN104458797 B CN 104458797B CN 201410616653 A CN201410616653 A CN 201410616653A CN 104458797 B CN104458797 B CN 104458797B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- high pressure
- low temperature
- pressure
- critesistor
- measurement probe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 14
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 claims description 11
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000012625 in-situ measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 206010037660 Pyrexia Diseases 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
一种高压低温导热系数、传热系数的原位测试装置，包括高压低温反应釜，热敏电阻测量探头、电源输入控制系统和数据采集系统。测量探头内置一个热敏电阻和控制电路板，采用高压密封环密封，电路板上有边电阻及电路保护装置。带绝缘漆涂层的连接导线穿过不锈钢细管，再穿过高压密封装置，并利用耐压塑料压制密封。不锈钢细管与密封装置利用环氧树脂粘接固定，不锈钢细管上均匀打孔。两室的高压低温反应釜由活塞连接，测量物样直接放入高压低温反应釜的上室中。通过恒压泵在高压低温反应釜下端注液体推动活塞，用于标准化压制室内的测量物样。本发明满足不同介质高压低温下原位合成,并实现多相态物质不同空间不同时间的导热系数、传热系数原位测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高压低温导热系数、传热系数的原位测试装置，属于传热测试技术领域。
背景技术
基于热敏电阻点热源法测量不同介质导热系数、传热系数是一种的相对测量方法。通过直流电源供给热敏电阻指定的功率使热敏电阻自发热，热敏电阻与测量物样直接接触原位测量，根据热敏电阻自身温度衰减数据并利用计算模型计算出待测介质的导热系数和传热系数。该技术方法可适用于测量不同条件下、不同多孔介质内部导热系数和传热系数。在高压测量环境中，通过对热敏电阻探头的封装，置入高压低温反应釜中，原位测量多相态介质在高压低温条件下的导热系数和局部表面传热系数。对于导热系数的测量，对物样标准化压制非常重要，需要对测量物样压制标准化处理，才能测量出具有参考价值的导热系数。同时对于存在流动的多相态介质，可以利用热敏电阻自身温度衰减数据与测量介质的物性结合，通过传热模型计算出局部的表面传热系数。传统的热线法和平板面热源法测量物样导热系数，在常压条件下应用较多，但在低温高压条件下应用的较少，尤其是存在多相态的条件下，在易用性和操作便捷程度上较差。另外，由于传统的热线法和平板面热源法发热量通常较大，在多相态物质共存下，容易造成多相态物质的自身物性和状态的改变，从而造成较大的测量误差，在应用的过程中有一定的局限性，同时传统的热线法和平板面热源法上尚未实现导热系数和传热系数的同步测量。目前在原位测量高压低温条件下多相态下的导热系数和传热系数测试装置还未见报道.
发明内容
为了解决以上高压低温多相态导热系数和传热系数测量过程中的问题，本发明开发了一种用于测量高压低温条件下多相态物质导热系数和传热系数测试装置，其目的是对测量物样较小的干扰下，能够对测量物样压制标准化，在线原位测量高压低温下多相态物质不同时间和不同空间的导热系数和传热系数。
本发明采用的技术方案是：
一种高压低温导热系数、传热系数的原位测试装置，包括热敏电阻测量探头、高压低温反应釜、电源输入控制系统以及数据采集系统等；热敏电阻测量探头自下而上为热敏电阻、高压密封装置和电路控制板。热敏电阻在热敏电阻测量探头的下端，热敏电阻测量探头中间部分是高压密封装置，热敏电阻测量探头上部的空腔连接有电路控制板；热敏电阻直接插入高压低温反应釜中，中间的高压密封装置与高压低温反应釜连接，热敏电阻测量探头的顶端在高压低温反应釜外部。
热敏电阻的连接导线采用绝缘漆涂层，防止线路与含有液体的介质接触后产生短路。处理后的热敏电阻的连接导线首先穿过不锈钢细管，再穿过高压密封装置。环氧树脂灌注的不锈钢细管用于包裹保护连接导线，同时将热敏电阻固定在不锈钢细管的端口。高压密封装置内部采用耐压塑料挤压热敏电阻的连接导线，用于对连接导线进行高压密封；不锈钢细管与高压密封装置利用环氧树脂粘接固定，为了避免在高压环境中，不锈钢管内外产生巨大压差，要不锈钢细管上进行均匀打孔处理,孔径1mm、孔距15mm，用于消除管道内外压差，这样插入高压反应釜内的所有元件都处于压力平衡环境下，能够更加稳定的工作。
其中热敏电阻测量探头采用快速接头与高压低温反应釜连接，便于安装和拆卸。电路板上主要有变电阻和电路保护元件，变电阻用于调节电路中电流值，电路保护元件用于防止电路中瞬时电流过大，保护热敏电阻和整个电路。热敏电阻测量探头的顶部电路输出口与外部的稳压直流电源控制系统和数据采集系统连接，稳压直流电源用于给热敏电阻供电，并能够控制电路中电流变化。数据采集系统采集热敏电阻的电阻值以及电路中电流值等参数。
高压低温反应釜有两室，两室之间由活塞连接，测量物样可以直接放入高压低温反应釜的上室中。通过恒压泵在高压低温反应釜下端注水推动活塞，用于压制上室内的测量物样，利用恒定压力对测量物样进行标准化压制。高压低温反应釜顶部预留有温度传感器接口、压力传感器接口、热敏电阻测量探头接口和进气排气接口；上述接口均采用快速接头接口，位置均可以互换。位移传感器位于高压低温反应釜下盖中心位置，可检测活塞运动位移并确定高压低温反应釜两室的容积。其中气体和液体可以利用恒流泵、储气罐输入至高压低温反应釜中，此外高压气体也可以在背压阀的控制下，以设定的压力从排气口排出，排进排出的气液可以通过流量计测量其流速及累计流量。温度传感器、压力传感器以及热敏电阻测量探头同步在线进行测量，并将数据统一输出，利用计算模型进行计算测量物样的导热系数和局部表面传热系数。
本发明的有益效果是：适用于多相态物质高压低温导热系数、传热系数的原位测量，同时能够实时监测不同空间、不同时间内导热系数与传热系数变化。在测量过程中，热敏电阻的发热量较小，能够有效避免热敏电阻自身发热量对测量物样相态变化影响。高压低温反应釜内活塞对测量物样式样标准化压制，能够统一测量标准，提高数据的参考价值。另外，热敏电阻探头部分容易拆换，便于长期使用。本发明系统结构设计紧凑合理，满足仪器设备参数要求，功能全面，操作简捷。
附图说明
图1为本发明的原位测试装置的原位测试探头结构示意图。
图2为本发明的原位测试装置系统结构图。
图3为本发明的原位测试装置反应釜探头布局图。
图4为本发明的原位测试装置的反应釜剖面图。
图中：1热敏电阻；2环氧树脂；3打孔不锈钢管；4密封圈；5快速接头；
6耐压塑料；7高压密封头；8电路控制板；9电路输出口；10螺栓；
11温度、压力、热敏电阻测量探头通用接口；12上盖层；13O型密封圈；
14注水口；15位移传感器；16密封圈；17下盖层；18活塞。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
图1-4展示了一种高压低温导热系数、传热系数原位测试装置。该装置重要有两部分组成。第一部分是热敏电阻测量探头，如图1所示，先将热敏电阻的导线清洗干净，利用绝缘漆进行绝缘，反复进行三次，测试绝缘性良好后将热敏电阻的导线穿过打孔细钢管，并用环氧树脂填充细钢管，同时包裹热敏电阻导线，稳定热敏电阻，然后将热敏电阻导线穿过高压密封装置，同时将打孔细钢管插入高压密封装置前段并用环氧树脂胶结固定。最后将导线与热敏电阻测量探头顶端的电路控制板连接，并对各个部分进行紧固检查。热敏电阻测量探头以快速接头方式与高压低温反应釜连接，便于插拔和更换，稳压直流电源与热敏电阻的电路控制板连接，用于供给电路所需电流。
第二部分为高压低温反应釜，反应釜中间置有活塞，利用恒压泵向反应釜下室注入乙二醇，通过活塞压制测量物样，便于统一测量标准，此外反应釜顶端置有温度传感器和压力传感器，能够获取反应釜中待测物样的三维空间的温度分布。反应釜顶端分别进气口和出气口，用于气体、液体的注入和排出。高压低温反应釜置于恒温箱中，利用恒温箱控制反应釜内温度。配备的真空泵用于抽取反应釜中的空气。整个测量系统如图2所示。其中反应釜上所布置探头位置如图3所示，所有的探头位置均为标准快速接口，不同的测量探头、进出气口可以互换位置。反应釜的剖面图如图4所示。
Claims (2)
1.一种高压低温导热系数、传热系数的原位测试装置，包括热敏电阻测量探头和高压低温反应釜；其特征在于，热敏电阻测量探头自下而上为热敏电阻、高压密封装置和电路控制板；热敏电阻在热敏电阻测量探头的下端，热敏电阻测量探头中间部分是高压密封装置，热敏电阻测量探头上部的空腔连接有电路控制板；热敏电阻直接插入高压低温反应釜中，中间的高压密封装置与高压低温反应釜连接，热敏电阻测量探头的顶端在高压低温反应釜外部；
热敏电阻的连接导线采用绝缘漆涂层，连接导线首先穿过不锈钢细管，再穿过高压密封装置；环氧树脂灌注的不锈钢细管用于包裹保护连接导线，同时将热敏电阻固定在不锈钢细管的端口；高压密封装置内部采用耐压塑料挤压热敏电阻的连接导线，用于对连接导线进行高压密封；不锈钢细管与高压密封装置利用环氧树脂粘接固定，不锈钢细管上均匀打孔；
其中热敏电阻测量探头采用快速接头与高压低温反应釜连接，电路控制板上有变电阻和电路保护元件，变电阻用于调节电路中电流值，电路保护元件用于防止电路中瞬时电流过大，保护热敏电阻和整个电路；热敏电阻测量探头的顶部电路输出口与外部的稳压直流电源控制系统和数据采集系统连接，稳压直流电源控制系统用于给热敏电阻供电，并能够控制电路中电流变化；数据采集系统采集热敏电阻的电阻值以及电路中电流值；
高压低温反应釜有两室，两室之间由活塞连接，测量物样直接放入高压低温反应釜的上室中；通过恒压泵在高压低温反应釜下端注水推动活塞，用于压制上室内的测量物样，利用恒定压力对测量物样进行标准化压制；高压低温反应釜顶部预留有温度传感器接口、压力传感器接口、热敏电阻测量探头接口和进气排气接口；上述接口均采用快速接头接口，位置均可互换；位移传感器位于高压低温反应釜下盖中心位置，可检测活塞运动位移并确定高压低温反应釜两室的容积；其中气体和液体利用恒流泵、储气罐输入至高压低温反应釜中，高压气体在背压阀的控制下，以设定的压力从排气口排出，排进排出的气液通过流量计测量其流速及累计流量；温度传感器、压力传感器以及热敏电阻测量探头同步在线进行测量，并将数据统一输出，利用计算模型进行计算测量物样的导热系数和局部表面传热系数。
2.根据权利要求1所述的原位测试装置，其特征在于，不锈钢细管上均匀打孔的孔径为1mm，孔距为15mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410616653.2A CN104458797B (zh) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 一种高压低温导热系数、传热系数的原位测试装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410616653.2A CN104458797B (zh) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 一种高压低温导热系数、传热系数的原位测试装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104458797A CN104458797A (zh) | 2015-03-25 |
| CN104458797B true CN104458797B (zh) | 2017-01-11 |
Family
ID=52905195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410616653.2A Active CN104458797B (zh) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 一种高压低温导热系数、传热系数的原位测试装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104458797B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108983846B (zh) * | 2018-06-21 | 2021-04-06 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种介质参数的测控方法 |
| CN109828088A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-05-31 | 内蒙古农业大学 | 一种快速检测食品中酒精含量的装置 |
| CN110426414B (zh) * | 2019-08-29 | 2022-04-01 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种航空油箱对流换热系数的测量装置及方法 |
| CN112571088B (zh) * | 2020-12-07 | 2022-03-11 | 宁波天控五轴数控技术有限公司 | 一种带有温控结构的摆头 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4122849B2 (ja) * | 2001-06-22 | 2008-07-23 | 株式会社デンソー | 触媒劣化検出装置 |
| CN2847278Y (zh) * | 2005-11-21 | 2006-12-13 | 国家海洋局第一海洋研究所 | 热导率原位测量探头 |
| US8080427B2 (en) * | 2007-07-31 | 2011-12-20 | Caterpillar Inc. | Particle sensor |
| US8393785B2 (en) * | 2009-05-14 | 2013-03-12 | Palo Alto Research Center Incorporated | Nanocalorimeter based on thermal probes |
| CN101750432A (zh) * | 2009-12-28 | 2010-06-23 | 南京中医药大学 | 一种测定导热系数、共晶点和共熔点的装置及测定方法 |
| CN102128856B (zh) * | 2011-01-04 | 2013-06-12 | 武汉理工大学 | 海冰导热系数测量仪 |
| CN202421102U (zh) * | 2011-11-28 | 2012-09-05 | 严九洲 | 测定气体导热系数的装置 |
-
2014
- 2014-11-04 CN CN201410616653.2A patent/CN104458797B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104458797A (zh) | 2015-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104458798B (zh) | 一种高压低温导热系数、传热系数的原位测试方法 | |
| CN104458797B (zh) | 一种高压低温导热系数、传热系数的原位测试装置 | |
| CN104062034B (zh) | 一种基于管道外壁温度测量的非接触式管程流体温度测量方法 | |
| CN109653737B (zh) | 模拟稠油散热规律实验装置 | |
| CN104267070B (zh) | 一种基于瞬态平面热源法测量液体导热系数的装置 | |
| CN109540252A (zh) | 一种新型储罐液位测量方法和系统 | |
| CN106153161B (zh) | 一种仪表检测装置 | |
| CN209356499U (zh) | 一种用于检测混凝土膨胀率的检测装置 | |
| CN204694654U (zh) | 组合式地源热泵岩土热物性和地埋管换热量测试仪 | |
| CN108717014A (zh) | 水循环温控一维固结仪 | |
| CN109869128A (zh) | 用于测量页岩气气测导流能力的装置 | |
| CN206609495U (zh) | 一种新型包裹式茎流计探头 | |
| CN110411525A (zh) | 多相流测定方法 | |
| CN104964765A (zh) | 一种低临界温度液体混合过量焓的变温补偿量热装置 | |
| EP3097408A1 (en) | Flow measurement system and method for determining at least one property of a medium | |
| CN205049262U (zh) | 一种低临界温度液体混合过量焓的变温补偿量热装置 | |
| CN208012684U (zh) | 基于流量计和含水仪的多相流测试装置 | |
| CN106556479A (zh) | 一种热耗测量装置及其热耗测量方法 | |
| CN207366386U (zh) | 一种基于压差法准确测量页岩含气量的装置 | |
| CN204177426U (zh) | 插入式一体型温压补偿托巴管流量计 | |
| CN209068800U (zh) | 制冷或热泵系统工质的温度测量组件及制冷或热泵系统 | |
| CN207673327U (zh) | 气液多相计量的称重式油井计量器 | |
| CN207096139U (zh) | 一种用于测量气体pvt性质的恒温测量装置 | |
| CN105203157B (zh) | 一种非插入式多参数管网在线监测仪 | |
| CN205262747U (zh) | 一种用于频繁快速启停联合循环汽轮机主汽阀壳寿命监控装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |