CN109991271B - 带参比温度的磁热效应测量仪及测量方法 - Google Patents

带参比温度的磁热效应测量仪及测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种带参比温度的磁热效应测量仪，包括：样品杆，样品杆在样品杆本体设置有样品室，样品室分为样品室上仓、样品室下仓，样品室上仓、样品室下仓之间利用隔热材料分开，样品室盖安装在样品室的开口处；还包括：第一温度传感器、第二温度传感器，第一温度传感器位于样品室上仓，第二温度传感器位于样品室下仓。本发明还公开了一种带参比温度的磁热效应测量仪的测量方法。本发明使得带参比温度的磁热效应测量仪能够消除样品环境温度变化引入的误差。

Description

带参比温度的磁热效应测量仪及测量方法
技术领域
本发明涉及一种磁热效应测量仪，具体是，涉及一种带参比温度的磁热效应测量仪及测量方法。
背景技术
室温磁制冷是一种固态制冷技术，是有望取代传统的气体压缩式制冷技术的新型制冷技术。随着新材料新技术的发展，最近十几年，室温磁制冷技术开发受到各国普遍重视，并且取得长足进展。该项技术符合当今可持续发展的时代要求，被认为是一种有希望取代传统制冷技术的绿色制冷技术。室温磁制冷机所用的制冷介质是固体材料，衡量材料磁热性能的参数为等温磁熵变和绝热温变，通常测量方法分为直接测量法和间接测量法，间接测量法通常耗时而且测量成本较高，直接测量法快速方便，测量成本低。发明名称为“永磁式磁热效应直接测量仪器”(专利号200520008166.4)，产品的应用充分说明这一点。
根据磁热效应原理，磁热材料在变化的磁场作用下，会产生升温或降温的现象。采用固定式磁场系统的磁热效应测量仪，由样品进出磁场产生磁场变化，因此需要样品移动进出磁场。样品杆前端有样品室，其内放置样品。样品随样品杆移动进出磁场，样品上粘贴的温度传感器采集温度变化信号。测量时需要采集不同温度点下的磁热效应，因此需要在不同温度点下反复进出磁场。
该产品测量样品时往往由于导热管内温度不均匀会引起测量误差。通常导热管从一端传递热量到另一端，极易从一端到另一端形成温度梯度。当测量样品时需要样品从磁场区移动到非磁场区，即从一端移到另一端，样品环境温度的差别极易传递给样品，与样品本身的磁热效应温变值叠加，引起测量误差。尤其在升温/降温速度较大时，误差会更大。通常测量时采用缓慢升温/降温方式，以减少导热管内的温度梯度，会降低测量误差，但很难消除这方面的误差。该产品只有一个贴在样品上的温度传感器。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种带参比温度的磁热效应测量仪及测量方法，使得带参比温度的磁热效应测量仪能够消除样品环境温度变化引入的误差。
技术方案如下：
一种样品杆，包括：样品杆本体和样品室盖，样品杆本体的样品室分为样品室上仓、样品室下仓，样品室上仓、样品室下仓之间利用隔热材料分开；样品室盖安装在样品室的开口处。
进一步，样品室上仓、样品室下仓分别设置有引线通孔，在样品杆本体的外壁上设置有引线槽，引线通孔两端分别连通引线槽和样品室。
一种带参比温度的磁热效应测量仪，包括：样品杆，样品杆在样品杆本体设置有样品室，样品室分为样品室上仓、样品室下仓，样品室上仓、样品室下仓之间利用隔热材料分开，样品室盖安装在样品室的开口处；还包括：第一温度传感器、第二温度传感器，第一温度传感器位于样品室上仓，第二温度传感器位于样品室下仓。
进一步，样品室上仓、样品室下仓分别设置有引线通孔，在样品杆本体的外壁上设置有引线槽，引线通孔两端分别连通引线槽和样品室；第一温度传感器连接的传感器引线穿过引线通孔引出到引线槽；第二温度传感器连接的传感器引线穿过引线通孔引出到引线槽。
进一步，第二温度传感器为参比温度传感器，第二温度传感器用于监测环境温度变化值，以抵消叠加进样品磁热效应温度变化中的误差值。
一种带参比温度的磁热效应测量仪的测量方法，包括：
打开样品杆前端的样品室盖，将磁热效应材料样品连同粘接好的第一温度传感器放入样品室上仓；将非磁热效应材料样品连同粘接好的第二温度传感器放入样品室下仓；将传感器引线放入引线槽；
测量时，测出磁热效应材料样品的磁热效应变化值与环境温度变化值的叠加值，用叠加值抵消掉环境温度变化值，得出磁热效应材料样品的磁热效应变化值，以消除样品环境温度变化引入的误差。
进一步，测量时，磁热效应材料样品、非磁热效应材料样品同步移动，第一温度传感器测出磁热效应材料样品的磁热效应变化值与环境温度变化值的叠加值，第二温度传感器测出的是环境温度变化值，用叠加值扣除环境温度变化值得出磁热效应材料样品的实际磁热效应变化值。
本发明技术效果包括：
本发明为配合带参比温度磁热效应测量仪而设计的一种带两个仓样品室的样品杆，样品杆前端的样品室分成样品室上仓、样品室下仓，样品室上仓放置磁热效应材料样品并粘贴温度传感器，样品室下仓放置非磁热效应材料并粘贴温度传感器，用于检测测量时样品移动过程中样品环境温的变化，用于抵消样品环境温度变化引起的磁热效应测量误差。
本发明中，带参比温度的磁热效应测量仪及其配套的样品杆，通过引入的参比温度来消除样品环境温度变化引起的误差，使得带参比温度的磁热效应测量仪能够消除样品环境温度变化引入的误差。
带参比温度的磁热效应测量是在传统磁热效应测量仪基础上再多加一套参比温度测量系统，用于测量样品环境温度的变化，来抵消材料磁热效应测量中温度变化值中所含的环境温度变化的影响部分，消除这部分引入的误差。
附图说明
图1是本发明中样品杆的局部结构示意图；
图2是本发明中样品杆的局部剖面结构示意图。
具体实施方式
以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
如图1所示，是本发明中样品杆的局部结构示意图；如图2所示，是本发明中样品杆的局部剖面结构示意图。
样品杆的结构包括：样品杆本体1和样品室盖2，样品杆本体1的样品室分为样品室上仓11、样品室下仓12，样品室上仓11、样品室下仓12之间利用隔热材料13分开。样品室盖2安装在样品室的开口处。样品室上仓11、样品室下仓12分别设置有引线通孔14，在样品杆本体1的外壁上设置有引线槽15，引线通孔14两端分别连通引线槽15和样品室。
带参比温度的磁热效应测量仪，包括：样品杆本体1、第一温度传感器3、第二温度传感器4，第一温度传感器3位于样品室上仓11，第一温度传感器3连接的传感器引线5穿过引线通孔14引出到引线槽15；第二温度传感器4位于样品室下仓12，第二温度传感器4连接的传感器引线5穿过引线通孔14引出到引线槽15。
测量时，样品室上仓11用于安装磁热效应材料样品6，并在磁热效应材料样品6上粘贴上第一温度传感器3。样品室下仓12用于安装非磁热效应材料样品7，并在非磁热效应材料样品7(参比样品)上粘贴第二温度传感器4，该第二温度传感器4为参比温度传感器。本发明的第二温度传感器4作为参比温度传感器，用于监测环境温度变化值，以抵消叠加进样品磁热效应温度变化中的误差值。
带参比温度的磁热效应测量仪的测量方法，具体包括以下步骤：
步骤1：打开样品杆前端的样品室盖2，将磁热效应材料样品6连同粘接好的第一温度传感器3放入样品室上仓11；将非磁热效应材料样品7连同粘接好的第二温度传感器4放入样品室下仓12；将传感器引线5放入引线槽15；
步骤2：测量时，测出磁热效应材料样品6的磁热效应变化值与环境温度变化值的叠加值，用叠加值抵消掉环境温度变化值，得出样品真实的磁热效应变化值，达到实现消除环境温度变化引起的误差的功能，实现消除样品环境温度变化引入的误差。
测量时，两个样品(磁热效应材料样品6、非磁热效应材料样品7)同步移动，第一温度传感器3测出磁热效应材料样品6的磁热效应变化值与环境温度变化值的叠加值，第二温度传感器4测出的是环境温度变化值，用叠加值扣除环境温度变化值就是磁热效应材料样品6的实际磁热效应变化值，这样就消除了由样品环境温度不同引起的测量误差。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (2)

1.一种带参比温度的磁热效应测量仪，包括：样品杆，其特征在于，样品杆在样品杆本体设置有样品室，样品室分为样品室上仓、样品室下仓，样品室上仓、样品室下仓之间利用隔热材料分开，样品室盖安装在样品室的开口处；还包括：第一温度传感器、第二温度传感器，样品室上仓用于固定磁热效应材料样品和第一温度传感器，样品室下仓用于固定非磁热效应材料样品；第一温度传感器位于样品室上仓，第二温度传感器位于样品室下仓；样品室上仓、样品室下仓分别设置有引线通孔，在样品杆本体的外壁上设置有引线槽，引线通孔两端分别连通引线槽和样品室；第一温度传感器连接的传感器引线穿过引线通孔引出到引线槽；第二温度传感器连接的传感器引线穿过引线通孔引出到引线槽，第二温度传感器为参比温度传感器，第二温度传感器用于监测环境温度变化值，以抵消叠加进样品磁热效应温度变化中的误差值。
2.一种带参比温度的磁热效应测量仪的测量方法，包括：
样品杆在样品杆本体设置有样品室，样品室分为样品室上仓、样品室下仓，样品室上仓、样品室下仓之间利用隔热材料分开，样品室盖安装在样品室的开口处；还包括：第一温度传感器、第二温度传感器，第一温度传感器位于样品室上仓，第二温度传感器位于样品室下仓；样品室上仓、样品室下仓分别设置有引线通孔，在样品杆本体的外壁上设置有引线槽，引线通孔两端分别连通引线槽和样品室；第一温度传感器连接的传感器引线穿过引线通孔引出到引线槽；第二温度传感器连接的传感器引线穿过引线通孔引出到引线槽，第二温度传感器为参比温度传感器，第二温度传感器用于监测环境温度变化值，以抵消叠加进样品磁热效应温度变化中的误差值；
打开样品杆前端的样品室盖，将磁热效应材料样品连同粘接好的第一温度传感器放入样品室上仓；将非磁热效应材料样品连同粘接好的第二温度传感器放入样品室下仓；将传感器引线放入引线槽；
测量时，磁热效应材料样品、非磁热效应材料样品同步移动，第一温度传感器测出磁热效应材料样品的磁热效应变化值与环境温度变化值的叠加值，第二温度传感器测出的是环境温度变化值，用叠加值扣除环境温度变化值得出磁热效应材料样品的实际磁热效应变化值；测出磁热效应材料样品的磁热效应变化值与环境温度变化值的叠加值，用叠加值抵消掉环境温度变化值，得出磁热效应材料样品的磁热效应变化值，以消除样品环境温度变化引入的误差。
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