CN111122639B - 相变复合材料高低温循环测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种相变材料高低温循环测试系统，旨在提供一种受热均匀，循环测试效率高，准备工作量少的测试系统。本发明通过下述技术方案实现：高温箱或低温箱内的热、冷空气流通过多孔板上的孔道直接与样品架上的被测样品接触，循环移动杆带动样品架，在高温箱和低温箱之间做往复运动，当所述样品架完全离开加热器时，伸缩杆自动将进样口挡板送至进样口，当样品架达到进样口时，伸缩杆带动所述进样口挡板离开所述进样口；数据采集‑程序控制箱根据置于样品盒内与待测相变材料接触的测温探头的反馈信号，控制循环移动杆，带动样品在高温箱和低温箱的高低温区域之间作往复运动，往复交替样品盒内装填的待测相变材料进行吸热和放热的热循环测试过程。

Description

相变复合材料高低温循环测试系统

技术领域

本发明属于材料测试技术领域，具体涉及一种用于相变复合材料的高低温循环测试系统。

背景技术

相变储能材料是利用相变过程中吸收或释放的热量来进行潜热储能的物质，能够在相态变化过程中吸收和释放大量热量，且变化过程中温度几乎保持恒定，具有储能密度大、效率高以及近似恒定温度下吸热与放热等优点，因而可以应用于很多领域，如太阳能利用、废热回收、智能空调建筑物、调温调湿、工程保温材料、医疗保健、纺织行业(保温衣服)、日常生活、航天与卫星等精密仪器的恒温等方面。虽然自然界和工业中存在着很多种发生相变并伴随有热量吸放的材料，但工程上，主要指那些相变过程中温度变化范围比较窄，潜热量大的材料。如果材料自身具备良好的导热性能，则可以在更多的热管理场合应用。相变材料可以分成无机相变材料、有机相变材料和复合相变材料三种。无机相变材料主要指无机水合盐相变材料，其相变潜热大，熔解温度高。主要的无机相变材料：CaCl2·6H2O、Na2SO4·10H2O、CaBr2·6H2O、CH3COONa·3H2O等。无机相变材料虽具有导热系数大、价格便宜的优点，但存在过冷、相分离及腐蚀性强等缺陷。有机相变材料，多种有机物的混合体，不同晶型和不同高分子支链结构的组合，带来不同的恒温范围。这也造就了有机相变材料的一个显著优点，能够通过不同种类材料的混合达到调节相变温度的目的；其另一个优点是，凝固时无过冷现象。有机相变储能材料主要包括固-液相变、固-固相变、复合相变三大类。固-液相变材料，主要包括脂肪烃类、脂肪酸类、醇类和聚烯醇类等，优点是不易发生相分离及过冷，腐蚀性较小，潜热大；缺点是液态下容易泄露。目前应用较多的主要是脂肪烃类与聚多元醇类化合物。固-固相变材料是通过材料晶型的转换实现储能与能量释放的，优点在于体积变化小、无泄漏、无腐蚀和使用寿命长等。有机复合相变材料是指由相变材料与载体物质相结合形成的可保持固态形状的相变材料。相变材料的组成有2种材料：工作介质(相变材料)和载体物质。相变材料负责相变吸热放热，载体物质负责保持形态和力学性能。复合相变材料的主要类型包括：导热增强型复合相变材料、共混型复合相变材料、微胶囊型复合相变材料、纳米复合型复合相变材料。有机无机复合相变材料是将有机材料和无机材料复合在一起使用，各取所长。主要有两种方式，一种是以无机材料为骨架，有机材料作为填充物，附着在骨架上，无机骨架起到支撑形状和维持力学性能的作用，有机材料起到吸收存储热量的作用；另一种是导热材料制作成纤维状，相变材料与之复合成为复合相变材料。相变材料及其复合材料大多表面粗糙，这会给测量带来很大的接触热阻。对于热导率较高的相变材料样品，样品边缘热损会给测量带来一定影响，要设法保证测量区域内尽可能为一维热流。

应用于热管理场合的相变材料一般需要满足几个条件。首先，材料热密度高，潜热量大；其次，导热率高，吸热放热过程迅速；再次，稳定性好，不容易分解以及与周边材料发生副反应，使用周期长，不会对系统造成不良影响。随着相变材料吸放热次数的增加，其蓄热能力会发生衰减甚至完全失去，因此快速有效地对相变复合材料进行热循环测试，无论是对材料本身寿命的判断，还是新型相变复合材料的研发都具有重要意义。相变储能材料的热物性是衡量其工作性能的标准，也是其应用系统设计及性能评估的依据。相变储能材料的热物性包括相变温度、相变潜热、热导率、比热、循环热稳定性、膨胀系数、储热系数等，而相变温度、潜热及热导率是衡量相变储能材料性能最关键的几个参数，因此对相变储能材料的热物性测试一般都围绕这几个参数进行。相变材料相变区间与温度步长大小及每一温度步长的驰豫时间有关。对于相变材料热性能的测试评价，主要包括以下几方面的内容：

(1)储热量：相变材料可以再次吸收和释放的热量，一般是越多越好。

(2)相变温度：相变材料吸收和释放热量的温度范围定义，一般应该是尽可能的狭窄和恒定。

(3)导热性能：导热系数应尽可能高，以便能够快速完整地传输热量。

(4)稳定性：使用寿命尽可能长并没有明显的性能损失。

在测试过程中要求测量装置在一系列温度点达到稳态，即在稳态条件下样品的整体温度均匀且相同，没有热流进出样品，在测试中要确保稳态条件形成后才能进入下一个温度点的测试过程。相变储能材料热物性测试方法众多，但常用的主要有三种方法，相变材料测试主要采用动态热流计法(DHFM)、差示扫描量热法(DSC)和参比温度法。动态热流计法是一种采用热流计测试装置来对试样热流进行动态测量的瞬态测试方法，首先测量装置中的两块加热板处于一个相同的、低于或高于样品相变温度的稳定温度，然后控制两块加热板步进升温或降温到一系列相同温度点并恒定，并实时测定每个步进温度变化过程中热流密度变化，根据热流密度变化测得每个温度点下的热焓。差示扫描量热法是在程序控制温度下测量输入到物质(试样)和参比物的功率差与温度的关系的一种技术，主要应用于测量物质加热或冷却过程中的各种特征参数：差示扫描量热法(DSC)现阶段相变特征和行为的表征与测试主要采用DSC。差示扫描量热法是利用差示扫描量热仪测试相变材料的相变温度和相变潜热的测试方法。此方法具有专门的测试仪器，但也有其缺点，首先测试样品的数量极少，一般在1Omg～30mg左右(按照样品的密度不同决定)，这个数量级的样品量对于仅掺有少量相变材料的相变调温材料，很难进行准确测量；且用现有DSC测试样品的体积小，不能满足大体积相变建材的测试要求。另外，在测试过程中，样品质量的改变和测试时升降温的速率不同会造成测试结果的差异。参比温度法是一种能够测定多组相变材料凝固点、比热、潜热、热导率和热扩散系数的方法，其基本原理是将相变材料样品和参考物质分别放在相同规格的试管内，并同时置于某一设定温度的恒温容器内进行加热，直至所有材料的温度都达到这一设定温度。然后将它们突然暴露在某一较低设定温度环境中进行冷却，则得到样品和参考材料的温降曲线，通过两者的降温曲线建立热力学方程得到材料的热物性。参比温度法中样品的用量为5～50g，为使样品在恒温容器内升温时受热均匀，需将样品粉碎，这破坏材料本身的结构，不能准确反映材料自身的热物性，因此会产生一定误差。加热试管时，由于试管内材料分布不均等原因会导致试样内部温度不均匀，对实验结果的准确性会有影响。升温和降温过程的快慢影响试样的蓄放热，对实验结果产生一定的影响。三种测试方法各有优点和不足。动态热流计法技术成熟度高，可直接对大块相变材料热物性进行测量，但测试周期较长。DSC方法技术成熟度高，测量精度高，测量结果准确，但所用试样量偏少，导致样品热物性无法完全反映实际应用的大块材料的热物性。参比温度法的实验装置和操作过程都比较简单，试验过程易于观察，样品用量也较大，但样品结构不完整，受热可能不均匀。在各种热物性测试方法中，普遍现象的是测试装置越简单所对应的测试数学模型就越复杂，需要考虑的边界条件和假设就越多。目前对相变复合材料进行热循环测试主要依靠差式扫描量热仪(DSC)，但该设备测试所需样品量很小(1Omg～30mg)，容易产生测试误差，如相变复合材料取样不均；水合盐类相变材料在测试过程中少量的水分挥发造成局部材料失效等问题。此外，也有利用恒温液体槽提供高低温环境实现相变材料的吸放热循环，如：中国专利公开号CN107228880A公开的利用高低温恒温槽将特定不同温度的液体在高低温夹套内循环流动，相变材料在高低温夹套内往复运动，实现材料的吸放热循环；中国专利公开号CN108489841A公开的相变材料测试方法，将相变材料置于液体工作槽内，通过切换液体工作槽内的高低温流体实现相变材料的冷热循环，但由于恒温槽难以制备高温流体，因此该方法不适用于高温相变材料的循环测试。其次，中国专利公开号CN107228880A公开的相变材料的方法需要将相变材料装入特定形状的试样管才能进行测试，中国专利公开号CN108489841A披露的相变材料的方法一方面要求高低温流体必须为同种流体，且各自携带的热量(或冷量)还需要被液体工作槽自身所吸收，这在一定程度上降低了测试效率。

发明内容

本发明针对已有测试系统和技术的不足，提供一种受热均匀，循环测试效率高，被测测试样品准备工作量少的相变材料高低温循环测试系统。

本发明上述目的可以通过以下措施来达到，一种相变材料高低温循环测试系统，包括：通过连接管道11连通机柜的制冷设备12，设置在所述机柜上的高温箱2、低温箱3，以及装配在高温箱2中的加热器和固定在样品架挡板6上的样品架4及其样品盒，其特征在于，样品架(4)固定在循环移动杆5上，高温箱2上连数据采集-程序控制箱1，下侧底部制有进样口10，对应该进样口10旁侧设有相连伸缩杆8的进样口挡板7；高温箱2或低温箱3内的热、冷空气流通过多孔板上的孔道直接与样品架4上的被测样品接触，循环移动杆5带动样品架4，在高温箱2和低温箱3之间做往复运动，当所述样品架4完全离开加热器时，伸缩杆8自动将进样口挡板7送至进样口10，当样品架4即将达到进样口10时，所述伸缩杆8带动所述进样口挡板7离开所述进样口10；所述数据采集-程序控制箱1记录被测相变复合材料内部温度变化及循环次数，根据置于样品盒内与待测相变材料接触的测温探头的反馈信号，控制循环移动杆5，带动样品架4在高温箱2和低温箱3的高低温区域之间作往复运动，往复交替样品盒内装填的待测相变材料进行吸热和放热的过程；相变材料高低温循环测试系统利用设定的高、低温循环温度、额定功率、循环次数、循环移动杆5的移动速度和移动延迟时间，实现相变复合材料的吸放热循环测试。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)受热均匀。本发明将样品架固定在循环移动杆上，高温箱2上连数据采集-程序控制箱，下侧底部制有进样口，对应该进样口旁侧设有相连伸缩杆的进样口挡板；当所述样品架完全离开加热器时，伸缩杆自动将进样口挡板送至进样口，当样品架即将达到进样口时，所述伸缩杆带动所述进样口挡板离开所述进样口；通过循环移动杆带动样品架在高温箱和低温箱之间做往复运动，数据采集-程序控制箱采集和处理集中，分辨能力和灵敏度高，实现相变复合材料的吸放热循环过程，受热均匀高低温循环测试系统的测温范围有显著提高，且高温箱和低温箱的温度可以进行设定和调节，可实现相变材料在特定温度环境下的冷热循环测试。这种数据采集和处理集中能够通过电脑直接得到DSC曲线。操作更简便，无需差示扫描量热仪那样的复杂培训和操作。

(2)循环测试效率高。本发明采用设置在所述机柜上的高温箱、低温箱，结合相变冷却技术与其加热技术，可快速完成相变材料的热循环过程。高温箱或低温箱内的热(冷)空气流可通过所述多孔板的孔道直接与样品架上的样品接触，通过循环移动杆带动样品架一面朝向高温箱导热介质高温区和一面朝向低温箱冷源低温区之间的往复运动，减少了样品温度变化的滞后现象；采用多孔板设置样品架底座，能够有效减少样品架吸收和释放热量而造成的相变复合材料循环速率下降；综合来说能够提高循环测试效率，减少单次循环时间。解决了现有测试装置测温范围窄、测试样品量小、测试效率低的问题。利用低温箱冷源与导热介质之间的温差作为推动导热介质流动的能量，对于使用者而言无需另设电源，非常方便。

(3)被测测试样品准备工作量少。本发明采用多层设置的样品架，可在同一测试条件下放置多组样品，这能够极大地缩减测试时间，非常适用于具有相似组分的相变复合材料的研发中的平行实验。由于该系统测试时的主要热交换形式为热对流，无论形状规则的样品，还是形状不规则的异形样品，均可利用该系统进行测试，减少了测试样品准备的工作量；当样品盒厚度较小时，可通过挤压提高样品盒与样品间的贴合度，减少样品盒与样品间的热阻。

本发明除能对相变复合材料本身进行测试外，还可对含有相变复合材料的组件进行热循环测试，极大地扩展了该系统的应用范围。由此可以确定相变材料的蓄热能力。另外通过试验过程的控制，可以在稳态条件下测量相变材料相变区间前后的热导率。

附图说明

图1是本发明相变材料高低温循环测试系统示意图；

图2是图1测试机柜的侧向透视示意图；

图3是图1样品架的结构示意图；

图4是图1用样品盒的分解示意图；

图5是本发明的另一实施例高低温循环测试系统的整体结构示意图；

图6是图6的侧视图。

图中：数据采集-程序控制箱1、高温箱2、低温箱3、样品架4、循环移动杆5、样品架挡板6、高温箱进样口档板7、伸缩杆8、风机9、、进样口10、连接管道11、制冷设备12、丝杆13、多孔板14、样品盒底座15、密封孔16、上盖17、温度探头孔18。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

具体实施方式

参阅图1、图2。在以下描述的优选实施例中，一种相变材料高低温循环测试系统，包括：通过连接管道11连通机柜的制冷设备12，设置在所述机柜上的高温箱2、低温箱3，以及装配在高温箱2中的加热器和固定在样品架挡板6上的样品架4及其样品盒，其特征在于，样品架(4)固定在循环移动杆5上，高温箱2上连数据采集-程序控制箱1，下侧底部制有进样口10，对应该进样口10旁侧设有相连伸缩杆8的进样口挡板7；高温箱2或低温箱3内的热、冷空气流通过多孔板上的孔道直接与样品架4上的被测样品接触，循环移动杆5带动样品架4，在高温箱2和低温箱3之间做往复运动，当所述样品架4完全离开加热器时，伸缩杆8自动将进样口挡板7送至进样口10，当样品架4即将达到进样口10时，所述伸缩杆8带动所述进样口挡板7离开所述进样口10；所述数据采集-程序控制箱1记录被测相变复合材料内部温度变化及循环次数，根据置于样品盒内与待测相变材料接触的测温探头的反馈信号，控制循环移动杆5，带动样品架4在高温箱2和低温箱3的高低温区域之间作往复运动，往复交替样品盒内装填的待测相变材料进行吸热和放热的过程；相变材料高低温循环测试系统利用设定的高、低温循环温度、额定功率、循环次数、循环移动杆5的移动速度和移动延迟时间，实现相变复合材料的吸放热循环测试。相变材料高低温循环测试系统利用设定的高、低温循环温度、额定功率、循环次数、循环移动杆的移动速度和移动延迟时间，实现相变复合材料的吸放热循环测试。箱体内胆材料采用进口优质不锈钢(SUS304)，具有良好的低温强度、耐蚀性、耐热性和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象(无磁性，使用温度-196℃～800℃)，外箱采用优质钢板喷塑烤漆。设有独立限温报警系统，超过限制温度即自动中断，缺水提示报警、防干烧报警、保证试验过程安全运行。其中，样品架4通过循环移动杆5在高温箱2和低温箱3之间循环移动，实现相变复合材料的循环测试，数据采集-程序控制箱1用于实现高温箱2和低温箱3的温度、额定功率、样品循环温度、循环次数等测试参数的设置与记录。

优选地，高温箱2加热器采用电阻炉，该电阻炉的加热温度范围为室温RT+10℃至1100℃，且电阻炉的加热温度范围可以进行调整。具体的，高温箱2采用电阻炉，电阻炉一侧具有进样口10，进样口10旁具有进样口挡板7，高温箱进样口档板7连接于伸缩杆8上对电阻炉的进样口10进行遮挡与开启；低温箱由风机9、连接管道11和制冷设备12组成；样品盒固定于样品架4上，样品架4通过样品架挡板6固定于循环移动杆5上，循环移动杆5可控制样品架4在高温箱2和低温箱3之间循环移动。

优选地，所述低温箱可以采取自然风冷、强制风冷、低温恒温槽及低温恒温箱等强制风冷装置中的一种；送风装置可采取压缩空气吹风、风机鼓风等方式中的一种；所述送风装置可与制冷设备相连。

优选地，高温箱2和低温箱3的空间排布可以为同一轴线上、下放置或同一水平线左右放置两种方式中的一种；优选地，所述高温箱位于低温箱的上方。

参阅图3。样品架4为单层支架或多层支架设计中的一种，其中样品架4的底板采用多孔板设计，其样品架材质材质由热导率高、强度好及耐冷热冲击的材料制备，如陶瓷类、不锈钢类、铝合金类、铜类及石墨类等材料中的一种。如图3所示样品架4采用多孔板14组成，每层之间采用全扣丝杆13及螺母进行连接，每层样品架间的距离可根据实际需要进行调整。

优选地，样品架层数为2-8层，且采用不锈钢多孔板制备。

优选地，所述样品架4下方具有样品架挡板6，且样品架挡板6尺寸与电阻炉上的进样口10匹配；当样品进入电阻炉后，样品架挡板6可恰好遮挡进样口10，这可避免电阻炉内的温度波动，提高样品升温速度。优选地，样品架4由不锈钢板制成，不锈钢板的厚度为0.2mm，不锈钢板上开孔直径为4mm；样品架5共五层。

优选地，所述样品架上放置样品盒。

参阅图4。样品盒主要包括：样品盒底座15、上盖16和密封孔16，样品盒采用铝合金制成，铝合金厚度为0.2mm，样品盒上具有温度探头孔18，所述样品盒能容纳的最大样品高度为4mm。优选地，所述样品盒上的密封孔16的布局和大小与样品架4上的多孔板匹配，且所述样品盒的密封螺母可以插入样品架4上的多孔板从14而实现样品盒的固定。

样品盒采取扁平状设计，其样品盒材质包括不锈钢类、陶瓷类、铝合金类、铜类、高分子、石墨类等具有高导热率、耐腐蚀及耐冷热冲击的材料的一种，其材质厚度优选0.1mm-5mm。

优选地，所述循环移动杆的移动方向为平行伸缩移动或上下升降移动中的一种；所述循环移动杆采用热导率低、强度好、耐冷热冲击、廉价易得的材料制成；所述循环移动杆5采用热导率低、强度好、耐冷热冲击及廉价易得的材料制成。循环移动杆5具有行程开关，可保证样品架4置于高温箱2和低温箱3的中心位置，从而提高样品的升温和降温速度。

进一步的，高低温循环测试系统设有数据采集-程序控制箱1，该数据采集-程序控制箱1可用于设定高温箱2和低温箱3的温度、额定功率、样品循环温度、循环次数、循环移动杆5的移动速度和移动延迟时间等参数，并对测试时间、测试次数、高低温箱温度和样品温度等参数进行收集、记录与导出。

进一步的，高温箱2为电阻炉，低温箱为强制风冷装置，所述强制风冷装置包括风机9、管道11和制冷设备12；其中，电阻炉位于低温箱的上方，且电阻炉底部开有进样口10，待测样品填充于样品盒后置于样品架4上，样品架4与循环移动杆5相连，在高温箱2和低温箱3之间做循环移动，实现相变复合材料的热循环测试。

所述相变复合材料热循环测试系统的使用方法为：设定高温箱的温度T1和低温箱的温度T2(T1＞T2)，设定待测样品热循环测试的温度区间T3-T4(T3＜T4，且T2＜T3＜T4＜T1)，设定热循环次数N(若设定为0将持续循环)，将样品封装于样品盒内，样品盒固定于样品架上，样品测温探头置于样品盒内并保持测温探头与待测相变材料接触良好。

用于相变复合材料的高低温循环测试系统的具体工作过程如下：

在测试时，高低温循环测试系统设定高温箱2的加热温度T1，设定低温箱的制冷温度T2，设定待测样品热循环测试的温度区间[T3，T4]，设定热循环次数N(若设定为0将保持持续循环)，将样品封装于样品盒内，样品盒固定于样品架4上，样品测温探头置于样品盒内并保持测温探头与待测相变复合材料之间的良好接触。

参数设定完毕，数据采集-程序控制箱1根据样品盒内的待测样品实时温度T0与预设待测样品热循环测试的温度区间[T3，T4]的大小关系执行相应动作：当待测样品实时温度T0大于预设待测样品热循环测试的温度区间[T3，T4]的下限值T3时，循环移动杆5带动样品架4自动向低温箱移动，当样品架4到达低温箱固定位置时，开启风机9鼓风以对待测样品进行强制制冷，直至待测样品实时温度T0小于等于下限值T3；当待测样品实时温度T0降温至下限值T3时，循环移动杆5带动样品架4向上移动直至样品架4进入电阻炉内的指定位置，同时进样口挡板7自动从进样口10处移开，被测样品开始受热，被测样品实时温度T0逐渐上升，当被测样品实时温度T0大于等于预设热循环测试的温度区间[T3，T4]的上限值T4时，循环移动杆5带动样品架4向低温箱移动，同时进样口挡板7自动移动至电阻炉的进样口10，如此往复运动，直至完成相变复合材料的高低温热循环性能测试。

图5、图6示出了本发明用于相变复合材料的高低温循环测试系统的另一实施例的可选实施例，该测试系统包括数据采集-程序控制箱1、高温箱2、低温箱3、样品架4、循环移动杆5。与图1所示不同的是，图5中的低温箱为室温风冷装置，风冷装置为鼓风风机；高温箱2与低温箱3处于同一水平位置，电阻炉侧边开有进样口10，待测样品填充于样品盒内后置于样品架4上，样品架4与循环移动杆5相连，在高温箱2和低温箱3之间做伸缩移动，实现相变复合材料的热循环测试。首先设置在导热介质流道低温区中设置泵或风扇，导热介质可通过泵或直流风扇输送，泵或风扇通过导线与温差发电片连接，同时泵或风扇推动导热介质的能量由温差发电片提供。

数据采集-程序控制箱1测试系统以计算机作为主控设备，所有的测试流程全部由计算机上的测试系统软件控制。测试系统软件通过传感器实时采集样品盒内的待测样品实时温度T0，并完成相应的数据处理分析功能。测试系统软件主要包括试验管理模块和数据管理模块。试验管理模块主要负责试验过程的控制，包括试验温度参数的设置与实时采集、循环移动杆5的运动控制、试验的开始与结束等。数据管理模块主要负责对高低温循环测试系统的试验数据进行管理，包括相应的试验数据处理与分析、试验数据保存、试验数据导出等功能。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种相变材料高低温循环测试系统，包括：通过连接管道（11）连通机柜的制冷设备（12），设置在所述机柜上的高温箱（2）、低温箱（3），以及装配在高温箱（2）中的加热器和固定在样品架挡板（6）上的样品架（4）及其样品盒，其特征在于，样品架（4）固定在循环移动杆（5）上，高温箱（2）上连数据采集-程序控制箱（1），下侧底部制有进样口（10），对应该进样口（10）旁侧设有相连伸缩杆（8）的进样口挡板（7）；高温箱（2）或低温箱（3）内的热、冷空气流通过多孔板上的孔道直接与样品架（4）上的被测样品接触，循环移动杆（5）带动样品架（4），在高温箱（2）和低温箱（3）之间做往复运动，当所述样品架（4）完全离开加热器时，伸缩杆（8）自动将进样口挡板（7）送至进样口（10），当样品架（4）即将达到进样口（10）时，所述伸缩杆（8）带动所述进样口挡板（7）离开所述进样口（10）；所述数据采集-程序控制箱（1）记录被测相变复合材料内部温度变化及循环次数，根据置于样品盒内与待测相变材料接触的测温探头的反馈信号，控制循环移动杆（5），带动样品架（4）在高温箱（2）和低温箱（3）的高低温区域之间作往复运动，往复交替样品盒内装填的待测相变材料进行吸热和放热的过程；相变材料高低温循环测试系统利用设定的高、低温循环温度、额定功率、循环次数、循环移动杆（5）的移动速度和移动延迟时间，实现相变复合材料的吸放热循环测试。

2.根据权利要求1所述的相变材料高低温循环测试系统，其特征在于，高温箱（2）中的加热器采用电阻炉，该电阻炉的加热温度范围为室温RT+10℃至1100℃，且电阻炉的加热温度范围可以进行调整；低温箱采取自然风冷、强制风冷、低温恒温槽及低温恒温箱强制风冷装置中的一种；高温箱（2）和低温箱（3）的空间排布在同一轴线且采用上，下放置方式并且高温箱位于低温箱的上方。

3.根据权利要求1所述的相变材料高低温循环测试系统，其特征在于，送风装置与制冷设备相连，送风装置采取压缩空气吹风、风机鼓风方式中的一种；低温箱由风机（9）、连接管道（11）和制冷设备（12）组成；高温箱（2）采用的电阻炉一侧设有进样口（10），进样口（10）旁设有进样口挡板（7），高温箱进样口档板（7）连接于伸缩杆（8）上对电阻炉的进样口（10）进行遮挡与开启；样品盒固定于样品架（4）上，样品架（4）通过样品架挡板（6）固定于循环移动杆（5）上，循环移动杆（5）控制样品架（4）在高温箱（2）和低温箱（3）之间循环移动。

4.根据权利要求1所述的相变材料高低温循环测试系统，其特征在于，样品架（4）为单层支架或多层支架设计中的一种，样品架层数为2-8层，且采用不锈钢多孔板制备，其中样品架（4）的底板采用多孔板设计，每层之间采用全扣丝杆（13）及螺母进行连接。

5.根据权利要求1所述的相变材料高低温循环测试系统，其特征在于，循环移动杆（5）具有可保证样品架（4）置于高温箱（2）和低温箱（3）的中心位置的行程开关，从而提高样品的升温和降温速度。

6.根据权利要求1所述的相变材料高低温循环测试系统，其特征在于，高低温循环测试系统设有数据采集-程序控制箱（1），该数据采集-程序控制箱（1）用于设定高温箱（2）和低温箱（3）的温度、额定功率、样品循环温度、循环次数、循环移动杆（5）的移动速度和移动延迟时间参数，并对测试时间、测试次数、高低温箱温度和样品温度进行收集、记录与导出。

7.根据权利要求1所述的相变材料高低温循环测试系统，其特征在于，强制风冷装置包括风机（9）、管道（11）和制冷设备（12）；其中，电阻炉位于低温箱的上方，且电阻炉底部开有进样口（10），待测样品填充于样品盒后置于样品架（4）上，样品架（4）与循环移动杆（5）相连，在高温箱（2）和低温箱（3）之间做循环移动，实现相变复合材料的热循环测试。

8.根据权利要求1所述的相变材料高低温循环测试系统，其特征在于，数据采集-程序控制箱（1）根据样品盒内的待测样品实时温度T0与预设待测样品热循环测试的温度区间[T3，T4]的大小关系执行相应动作：当待测样品实时温度T0大于预设待测样品热循环测试的温度区间[T3，T4]的下限值T3时，循环移动杆（5）带动样品架（4）自动向低温箱移动，当样品架（4）到达低温箱固定位置时，开启风机（9）鼓风以对待测样品进行强制制冷，直至待测样品实时温度T0小于等于下限值T3；当待测样品实时温度T0降温至下限值T3时，循环移动杆（5）带动样品架（4）向上移动直至样品架（4）进入电阻炉内的指定位置，同时进样口挡板（7）自动从进样口（10）处移开，被测样品开始受热，被测样品实时温度T0逐渐上升，当被测样品实时温度T0大于等于预设热循环测试的温度区间[T3，T4]的上限值T4时，循环移动杆（5) 带动样品架（4）向低温箱移动，同时进样口挡板（7）自动移动至电阻炉的进样口（10），如此往复运动，直至完成相变复合材料的高低温热循环性能测试。

9.根据权利要求1所述的相变材料高低温循环测试系统，其特征在于，高低温循环测试系统包括数据采集-程序控制箱（1）、高温箱（2）、低温箱（3）、样品架（4）、循环移动杆（5），低温箱为室温风冷装置，风冷装置为鼓风风机；高温箱（2）与低温箱（3）处于同一水平位置，电阻炉侧边开有进样口（10），待测样品填充于样品盒内后置于样品架（4）上，样品架（4）与循环移动杆（5）相连，在高温箱（2）和低温箱（3）之间做伸缩移动，实现相变复合材料的热循环测试；在导热介质流道低温区中设置泵或风扇，导热介质通过泵或直流风扇输送，泵或风扇通过导线与温差发电片连接，同时泵或风扇推动导热介质的能量由温差发电片提供。

10.根据权利要求9所述的相变材料高低温循环测试系统，其特征在于，数据采集-程序控制箱（1）测试系统以计算机作为主控设备，所有的测试流程全部由计算机上的测试系统软件控制，测试系统软件通过传感器实时采集样品盒内的待测样品实时温度T0，并完成相应的数据处理分析功能，其中，测试系统软件包括试验管理模块和数据管理模块，试验管理模块负责试验过程的控制和试验温度参数的设置与实时采集、循环移动杆（5）的运动控制、试验的开始与结束，数据管理模块对高低温循环测试系统的试验数据进行管理和相应的试验数据处理与分析、试验数据保存、试验数据导出。

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