CN110873670B - 一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置及方法 - Google Patents

一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110873670B
CN110873670B CN201811024979.0A CN201811024979A CN110873670B CN 110873670 B CN110873670 B CN 110873670B CN 201811024979 A CN201811024979 A CN 201811024979A CN 110873670 B CN110873670 B CN 110873670B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
sample
testing device
cooling
change material
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
Application number
CN201811024979.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110873670A (zh
Inventor
史全
尹楠
罗积鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority to CN201811024979.0A priority Critical patent/CN110873670B/zh
Publication of CN110873670A publication Critical patent/CN110873670A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110873670B publication Critical patent/CN110873670B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/60—Investigating resistance of materials, e.g. refractory materials, to rapid heat changes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/02—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)

Abstract

本发明涉及一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置及方法，装置包括测试装置主体、样品池、温度控制系统、数据采集控制系统，所述测试装置主体为带有上盖的密封罐体，在上盖的下表面设有伸入主体内的容器，所述样品池的上端安装在上盖上，下端容置于所述容器内，该容器与测试装置主体内壁之间的空间中填充有液体；所述空间通过冷却管路与冷却单元相连，该冷却管路上设有冷却阀门。通过数据采集控制系统设置目标温度上限、下限和循环次数，温度控制系统实现监测样品池中的相变材料的温度控制。本发明可同时进行多个样品的测试；升降温速率可控；整个装置操作简单、成本低廉；样品池可轻易取出，操作者可以方便的更换样品，且测试过程无需值守。

Description

一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置及方法
技术领域
本发明涉及相变材料循环寿命检测，具体的说是一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置及方法。
背景技术
相变材料作为热能储存的媒介，通过相变过程对热能的吸收或释放对热能进行管理和利用，随着能源问题的日益严峻，相变材料越来越受到人们的重视，尤其是相变性能优秀的相变材料，而循环寿命又是衡量相变材料性能的重要参数。
相变材料的一次循环是指一个熔化–凝固或凝固–熔化过程，目前测试其循环寿命主要有如下两种方法：一、DSC法，DSC作为一种常规热分析仪器是评价相变材料性能所不可或缺的，可通过程序设置自动实现相变材料循环寿命测试，其优点是升降温速率可控，但其缺点是测试样品量小且设备价格昂贵；二、冷热源法，根据相变材料的性能预先设置一冷源和热源，然后再将相变材料依次循环侵入冷热源中，其优点是所需设备简单且操作方便，但其缺点是升降温速率不可控制。
因此，迫切需要开发一种性能优异、操作简单、成本低廉的相变材料循环寿命测试装置，以满足相变材料性能评价的迫切需求。
发明内容
针对现有相变材料循环寿命测试装置的不足之处，本发明提出一种多通道(≥4)、升降温速率可控的全自动相变材料循环寿命测试装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置，包括：测试装置主体、样品池、温度控制系统、数据采集控制系统；
所述测试装置主体为带有上盖的密封罐体，在上盖的下表面设有伸入主体内的容器，所述样品池的上端安装在上盖上，所述样品池的下端容置于所述容器内，该容器与测试装置主体内壁之间的空间中填充有液体；所述空间通过冷却管路与冷却单元相连，该冷却管路上设有冷却阀门；
所述样品池为圆柱形筒体，用于内部盛装待测试样品；
所述温度控制系统包括温控仪表和与其分别连接的加热器、冷却单元、测温热电偶；所述加热器安插在所述测试装置主体的所述容器内，所述测温热电偶插设在任一个样品池内；
数据采集控制系统用于输出控制指令给温度控制系统、检测样品池温度，从而实现对样品池中的相变材料的循环实时监测。
所述测试装置主体的罐体材质为304不锈钢。
所述样品池为多个，材质为镀镍的紫铜。
所述温控仪表带有RS485接口，与数据采集控制系统之间采用Modbus通讯协议进行通信。
所述冷却单元通过内部的压缩机制冷，通过内部的泵带动冷却管路内的冷却液体循环流动。
所述数据采集控制系统为计算机。
一种全自动多通道相变材料循环寿命测试方法，包括以下步骤：
步骤1：通过数据采集控制系统设置目标温度上限、下限和循环次数；
步骤2：温控仪表输出升温控制信号给加热器，加热器对样品池周围环境进行加热，温控仪表通过测温热电偶实时检测样品温度是否达到上限，若达到则实时检测样品温度是否达到恒温时间，完成一次对相变材料样品的升温控制；
步骤3：温控仪表输出降温控制信号给冷却阀门，冷却管路内的冷却水对样品池周围环境进行冷却，温控仪表通过测温热电偶实时检测样品温度是否达到下限，若达到则实时检测样品温度是否达到恒温时间，完成一次对相变材料样品的降温控制；
步骤4：数据采集控制系统判断是否达到预设的循环次数，若是则结束程序，否则返回步骤2继续循环执行。
所述方法采用LabWindows/CVI编写程序。
在所述步骤1之前需要进行以下步骤：
a.用无水乙醇清洗样品池各个部件三次，再用去离子水洗涤三次；将样品池各个部件干燥、烘干，冷却至室温；取适量的样品装入样品池中；在样品池外部涂适量导热脂，然后将样品池装入测试装置主体的所述容器内；
b.将加热器插入测试装置主体的所述容器内；
c.连接冷却管路。
本发明的优点在于：
(1)可同时进行多个样品的测试(≥4)；(2)升降温速率可控；(3)整个装置操作简单、成本低廉；(4)样品池可轻易取出，操作者可以方便的更换样品，且测试过程无需值守。
附图说明
图1为本发明相变材料循环寿命测试装置结构示意图；
图2为本发明相变材料循环寿命测试装置主体示意图；
图3为本发明相变材料循环寿命测试装置样品池示意图；
图4为本发明相变材料循环寿命测试装置程序流程图；
其中，1为测试装置主体、2为样品池、3为温度控制系统、4为数据采集控制系统、11为上盖、12为容器、13为空间、14为冷却管路、15为冷却阀门、31为温控仪表、32为加热器、33为冷却单元、34为测温热电偶。
具体实施方式
相变材料的一次循环是指一个熔化–凝固或凝固–熔化过程，故相变材料循环寿命测试装置就是循环加热冷却使相变材料循环熔化–凝固。
如图1-3所示，本发明所述的一种多通道全自动相变材料循环寿命测试装置，既操作简单、成本低廉，又能实现升降温速率可控、多通道同时测量。具体包括：测试装置主体1、样品池2、温度控制系统3、数据采集控制系统4。
本发明中，测试装置主体1由下部罐体、上盖11及样品区域组成。下部罐体材质为304不锈钢外径80-100mm，厚度0.5-3mm，高度70-100mm，上部带有密封法兰其尺寸为外径100-120mm，高度3-10mm，在罐体底部及上部焊接外径6-10mm的冷却液进出管；上盖11材质为304不锈钢其尺寸为外径100-120mm，高度3-10mm，中间开孔与样品区域焊接；样品区材质为紫铜镀镍，其尺寸为外径40-60mm、高度60-70mm的圆柱体，正中心留有加热器安装孔，其尺寸为直径8-15mm，深度45-55mm，加热器安装孔周围均匀布置四个样品池安装孔，其尺寸为直径8-15mm，深度45-55mm。
本发明中，样品池2材质为紫铜镀镍，其外径8-15mm，厚度0.5-1mm，高度45-55mm，其上盖外径7-14mm，厚度0.5-1mm。
本发明中，温度控制系统3由带有485接口Modbus通讯协议及加热、冷却控制功能的温控仪表31、加热器32、冷却单元33、测温热电偶34组成。其中，冷却单元33是通过内部的压缩机制冷，通过内部的泵带动冷却管路14内的冷却液体循环流动，冷却单元33为装有冷却液体的低温冷却循环装置，型号为上海凌标仪器有限公司的冷却循环水装置LTC-5/25。温控仪表31采用的型号为Omega CN16Pt，加热器32为圆柱形加热器，R＝80～120Ω。
本发明中，数据采集控制系统5采用LabWindows/CVI编写，负责整个装置控制参数设置及数采集和控制。
如图4所示，本发明一种多通道全自动相变材料循环寿命测试方法，采用以下步骤装卸样品以测量相变材料循环寿命：(1)用无水乙醇清洗样品池各个部件三次，再用去离子水洗涤三次；(2)将样品池各个部件干燥、烘干，冷却至室温后；(3)取一定量的样品装入样品池中；(4)在样品池外部涂适量导热脂然后将样品池装入测试装置主体中；(5)将加热器插入装置主体安装孔内；(6)连接好冷却水循环装置；(7)打开测试程序，设置相关参数然后开始循环测试，其测试过程如图4所示。
第(7)步骤包括：
步骤1：通过数据采集控制系统4设置目标温度上限、下限和循环次数；
步骤2：温控仪表31输出升温控制信号给加热器32，加热器32对样品池2周围环境进行加热，温控仪表31通过测温热电偶34实时检测样品温度是否达到上限，若达到则实时检测样品温度是否达到恒温时间，完成一次对相变材料样品的升温控制；
步骤3：温控仪表31输出降温控制信号给加冷却单元33的阀门332，冷却管路331内的冷却水对样品池2周围环境进行冷却，温控仪表31通过测温热电偶34实时检测样品温度是否达到下限，若达到则实时检测样品温度是否达到恒温时间，完成一次对相变材料样品的降温控制；
步骤4：数据采集控制系统4判断是否达到预设的循环次数，若是则结束程序，否则返回步骤2继续循环执行。
所述方法采用LabWindows/CVI编写程序。

Claims (4)

1.一种全自动多通道相变材料循环寿命测试方法，采用装置为一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置，包括：测试装置主体（1）、样品池（2）、温度控制系统（3）、数据采集控制系统（4）；
所述测试装置主体（1）为带有上盖（11）的密封罐体，在上盖（11）的下表面设有伸入主体内的容器（12），所述样品池（2）的上端安装在上盖（11）上，所述样品池（2）的下端容置于所述容器（12）内，该容器（12）与测试装置主体（1）内壁之间的空间（13）中填充有液体；所述空间（13）通过冷却管路（14）与冷却单元（33）相连，该冷却管路（14）上设有冷却阀门（15）；所述冷却单元（33）通过内部的压缩机制冷，通过内部的泵带动冷却管路（14）内的冷却液体循环流动；
所述样品池（2）为圆柱形筒体，用于内部盛装待测试样品；
所述温度控制系统（3）包括温控仪表（31）和与其分别连接的加热器（32）、冷却单元（33）、测温热电偶（34）；所述加热器（32）安插在所述测试装置主体（1）的所述容器内，所述测温热电偶（34）插设在任一个样品池（2）内；
数据采集控制系统（4）用于输出控制指令给温度控制系统（3）、检测样品池（2）温度，从而实现对样品池（2）中的相变材料的循环实时监测；
所述样品池（2）为多个，材质为镀镍的紫铜；所述数据采集控制系统（4）为计算机；
包括以下步骤：
步骤1：通过数据采集控制系统（4）设置目标温度上限、下限和循环次数；
步骤2：温控仪表（31）输出升温控制信号给加热器（32），加热器（32）对样品池（2）周围环境进行加热，温控仪表（31）通过测温热电偶（34）实时检测样品温度是否达到上限，若达到则实时检测样品温度是否达到恒温时间，完成一次对相变材料样品的升温控制；
步骤3：温控仪表（31）输出降温控制信号给冷却阀门，冷却管路内的冷却水对样品池（2）周围环境进行冷却，温控仪表（31）通过测温热电偶（34）实时检测样品温度是否达到下限，若达到则实时检测样品温度是否达到恒温时间，完成一次对相变材料样品的降温控制；
步骤4：数据采集控制系统（4）判断是否达到预设的循环次数，若是则结束程序，否则返回步骤2继续循环执行；
所述步骤1之前需要进行以下步骤：
a. 用无水乙醇清洗样品池（2）各个部件三次，再用去离子水洗涤三次；将样品池（2）各个部件干燥、烘干，冷却至室温；取适量的样品装入样品池（2）中；在样品池外部涂适量导热脂，然后将样品池（2）装入测试装置主体（1）的所述容器（12）内；
b.将加热器（32）插入测试装置主体（1）的所述容器（12）内；
c.连接冷却管路。
2.根据权利要求1所述的一种全自动多通道相变材料循环寿命测试方法，其特征在于所述方法采用LabWindows/CVI编写程序。
3.根据权利要求1所述的一种全自动多通道相变材料循环寿命测试方法，其特征在于所述测试装置主体（1）的罐体材质为304不锈钢。
4.根据权利要求1所述的一种全自动多通道相变材料循环寿命测试方法，其特征在于所述温控仪表（31）带有RS485接口，与数据采集控制系统（4）之间采用Modbus通讯协议进行通信。
CN201811024979.0A 2018-09-04 2018-09-04 一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置及方法 Active CN110873670B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811024979.0A CN110873670B (zh) 2018-09-04 2018-09-04 一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811024979.0A CN110873670B (zh) 2018-09-04 2018-09-04 一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110873670A CN110873670A (zh) 2020-03-10
CN110873670B true CN110873670B (zh) 2022-02-11

Family

ID=69716866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811024979.0A Active CN110873670B (zh) 2018-09-04 2018-09-04 一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110873670B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113720727B (zh) * 2020-05-25 2022-09-30 中国科学院大连化学物理研究所 一种测定气体吸附剂变温再生能耗的方法
CN112857058B (zh) * 2021-01-13 2022-11-04 南京尚吉增材制造研究院有限公司 用于宽温区的可调控循环升降温多用途炉及升降温方法
CN113639694A (zh) * 2021-08-12 2021-11-12 中国人民解放军63837部队 深低温叶尖间隙传感器的循环寿命试验方法
CN114113195B (zh) * 2021-11-19 2023-09-12 安徽理工大学 一种冷热循环相变储热板耐久性能测定装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5758968A (en) * 1996-07-15 1998-06-02 Digimelt Inc. Optically based method and apparatus for detecting a phase transition temperature of a material of interest
CN101975792A (zh) * 2010-09-14 2011-02-16 中国科学技术大学 一种固液相变材料稳定性测试系统
CN102636512A (zh) * 2012-05-09 2012-08-15 中国建筑材料科学研究总院 一种相变储能材料自动化热循环实验装置及方法
CN107727688A (zh) * 2017-11-17 2018-02-23 成都市鑫裕华科技有限公司 一种块状相变蓄热装置的性能试验装置
CN108037149A (zh) * 2017-11-30 2018-05-15 中国科学院过程工程研究所 一种快速自动化测定相变材料冷热循环的多孔位装置及其测定方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2029611A1 (en) * 1989-12-04 1991-06-05 Bruce A. Flora Heating device with a phase change temperature controller
CN1221802C (zh) * 2003-05-16 2005-10-05 河北工业大学 连续测定相变材料寿命的方法及装置
CN100565998C (zh) * 2006-12-27 2009-12-02 中国科学院大连化学物理研究所 一种高温质子交换膜燃料电池组的冷却方法及其系统
CN101358940B (zh) * 2008-09-18 2011-11-09 中国建筑科学研究院 相变蓄热测试仪
CN101858841B (zh) * 2009-04-08 2012-03-21 中国科学院金属研究所 一种储氢合金热致吸放氢循环综合测试设备
CN102142517B (zh) * 2010-12-17 2017-02-08 华中科技大学 一种低热导率的多层相变材料
CN103940691B (zh) * 2014-04-03 2016-04-13 东南大学 一种相变材料冷热循环实验仪器
CN204128918U (zh) * 2014-11-13 2015-01-28 南京金合能源材料有限公司 一种材料冷热循环测试装置
DE102017102026A1 (de) * 2016-02-05 2017-08-10 Waters Technologies Corporation Kalorimeter mit diffusionsverschweisstem Block
US20180092371A1 (en) * 2016-10-03 2018-04-05 Micaela Langille Collins Pasteurization for small containers using a phase change material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5758968A (en) * 1996-07-15 1998-06-02 Digimelt Inc. Optically based method and apparatus for detecting a phase transition temperature of a material of interest
CN101975792A (zh) * 2010-09-14 2011-02-16 中国科学技术大学 一种固液相变材料稳定性测试系统
CN102636512A (zh) * 2012-05-09 2012-08-15 中国建筑材料科学研究总院 一种相变储能材料自动化热循环实验装置及方法
CN107727688A (zh) * 2017-11-17 2018-02-23 成都市鑫裕华科技有限公司 一种块状相变蓄热装置的性能试验装置
CN108037149A (zh) * 2017-11-30 2018-05-15 中国科学院过程工程研究所 一种快速自动化测定相变材料冷热循环的多孔位装置及其测定方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110873670A (zh) 2020-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110873670B (zh) 一种全自动多通道相变材料循环寿命测试装置及方法
CN105911299A (zh) 用于分析仪的液体加热器
CN211577035U (zh) 一种相变材料循环寿命测试装置
CN203981617U (zh) 一种自动冰点测定仪
CN110702599A (zh) 一种多电极顶部腐蚀监测传感器、顶部腐蚀监测实验系统及监测方法
CN201464391U (zh) 岩心样品分析控温专用装置
CN110887867A (zh) 一种相变材料循环寿命测试装置及方法
CN213875500U (zh) 用于测定储能材料性能的装置
CN103267777B (zh) 热量型差示扫描量热仪
CN108037149B (zh) 一种快速自动化测定相变材料冷热循环的多孔位装置及其测定方法
CN105738638A (zh) 用于分析仪的保温壳
CN105004399A (zh) 比热液位计
CN116413160A (zh) 全直径岩心含气量测量装置及测量方法
CN107202813A (zh) 一种饱和蒸气压测量装置及方法
WO2007109972A1 (fr) Calorimètre isotherme périphérique pourvu d'un tube circulaire
CN205720261U (zh) 用于分析仪的液体加热传输装置
CN205749536U (zh) 分析仪
CN211122613U (zh) 一种相变材料快速衰减循环检测装置
CN104353512B (zh) 一种全包围式水浴循环恒温加热装置
CN209043703U (zh) 一种试验机
CN112397466B (zh) 用于功率器件的深低温控温系统
CN210134913U (zh) 用于固井质量测量的贮水仪器及测量系统
CN219978087U (zh) 一种流式细胞仪上样器
CN103543027B (zh) 一种节温器工作温度的自动检测系统
CN115184216B (zh) 一种可视化跟踪且控温的溢油铺展回缩行为的检测系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant