CN204188310U - 一种动态k值量热计测温元件装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及动态K值量热计技术领域，具体涉及一种动态K值量热计测温元件装置，目的是解决量热计传热部件内外表面温差无法精确测量的技术问题。其特征在于，它包括传热装置和热电堆；热电堆布置在传热装置侧壁上。本实用新型具有一定的抗冲击力，热电偶连接处可承受0.1kg拉力不断裂，温度测量稳定性较高，量热计在达到热平衡后(300～700分钟)热电势的测量精密度优于0.11％，满足了动态K值量热计“热电势测量精密度优于0.2％”的技术指标，达到了预期效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及动态K值量热计技术领域，具体涉及一种动态K值量热计测温元件装置。
背景技术
在动态K值量热计研制过程中，先需制备测温元件，用于量热杯与量热体之间的温差测量，其准确性直接关系到量热计测量结果的准确性。
热电偶在工业中一般应用于高温测量，在量热计测量中，高温端与低温端的温差通常只有3℃左右，选用的热电偶直径应<0.2mm，且需要多级串联以提高热电势，国内外量热计研制的文献中均未提到测温元件的具体制作细节。
经过调研，美国的量热计使用由热敏电阻组成的惠斯顿电桥测量量热杯温度，而且要求量热计恒温系统达到0.001℃控温精度。在动态K值量热计中，量热计的温度受环境温度的影响而不为恒定值，这导致动态K值量热计测温元件不能使用热敏电阻制作。
某科研院所上世纪70年代研制的氚量热计使用的热电堆为手工制造，各热电偶之间没有焊接，而是直接绞在一起，虽能起到测温的作用，但也导致了热电偶连接处产生寄生电势，降低了量热计的测量精度。在动态K值量热计中，传热装置为一个整体，如采用这种方法，将增大测温部件与量热杯、量热体之间的间隙，降低了传热速率的稳定性。需研制一种新型的测温元件，满足动态K值量热计测温要求。
发明内容
本发明的目的是解决量热计传热部件内外表面温差无法精确测量的技术问题，提供了实现测温元件既能与量热杯、量热体“零距离”接触，又能准确测量量热杯与量热体之间的温差的动态K值量热计测温元件装置。
本实用新型是这样实现的：
一种动态K值量热计测温元件装置，包括传热装置和热电堆；热电堆布置在传热装置侧壁上。
如上所述的传热装置整体为中空的圆柱体形；在传热装置的侧面均匀布置有通孔；传热装置圆柱体侧面的内、外表面布置有竖槽和横槽，竖槽连接沿圆柱体侧面长度方向布置的相邻的两个通孔，横槽连接沿圆柱体侧面圆周方向布置的相邻的两个通孔；竖槽和横槽的连线呈锯齿形，竖槽和通孔的连线呈“弓”字形。
如上所述的传热装置壁厚为18mm、内径为150mm、高度为220mm，整体采用ABS材料制成。
如上所述的通孔共有360个，通孔直径为0.4mm；沿传热装置圆柱体侧面长度方向布置有20个通孔，沿传热装置圆柱体侧面圆周方向布置有18个通孔。
如上所述的竖槽和横槽的深度均为0.5mm。
如上所述的热电堆由热电偶串联组成；热电堆安装在传热装置的竖槽、通孔和横槽中，热电偶表面经过绝缘处理。
如上所述的热电偶为J型热电偶，共有360对，每对直径0.15mm，长29mm；热电偶正极长14.5mm，热电偶负极长14.5mm，热电偶正极和热电偶负极通过热电偶焊点连接，热电偶焊点设置在竖槽中。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型包括传热装置和热电堆。本实用新型具有一定的抗冲击力，热电偶连接处可承受0.1kg拉力不断裂，温度测量稳定性较高，量热计在达到热平衡后(300～700分钟)热电势的测量精密度优于0.11％，满足了动态K值量热计“热电势测量精密度优于0.2％”的技术指标，达到了预期效果。
附图说明
图1是本实用新型的一种动态K值量热计测温元件装置的结构示意图；
图2是本实用新型的一种动态K值量热计测温元件装置的A向剖视图；
图3是本实用新型的一种动态K值量热计测温元件装置的B向剖视图。
其中：1.热电偶正极，2.热电偶焊点，3.热电偶负极。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。
如图1所示，一种动态K值量热计测温元件装置，包括传热装置和热电堆。热电堆布置在传热装置侧壁上。热电堆用于将热能转化为电能，传热装置用于为热电堆提供支撑。
如图1、图2和图3所示，传热装置整体为中空的圆柱体形，壁厚为18mm、内径为150mm、高度为220mm，整体采用ABS材料制成。在传热装置的侧面均匀布置有通孔，通孔共有360个，通孔直径为0.4mm。沿传热装置圆柱体侧面长度方向布置有20个通孔，沿传热装置圆柱体侧面圆周方向布置有18个通孔。传热装置圆柱体侧面的内、外表面布置有竖槽和横槽，竖槽连接沿圆柱体侧面长度方向布置的相邻的两个通孔，横槽连接沿圆柱体侧面圆周方向布置的相邻的两个通孔。竖槽和横槽的深度均为0.5mm。竖槽和横槽的连线呈锯齿形，竖槽和通孔的连线呈“弓”字形。
如图3所示，热电堆由360对直径0.15mm，长29mm的J型热电偶串联组成。热电偶正极1长14.5mm，热电偶负极3长14.5mm，热电偶正极1和热电偶负极3通过热电偶焊点连接。热电堆安装在传热装置的竖槽、通孔和横槽中，热电偶焊点2设置在竖槽中。热电偶表面经过绝缘处理，以确保热电堆与金属材质的动态K值热计量热杯和量热体不直接接触，防止出现短路而导致热电势测量不准确。
测量时，将待测样品置于烧杯中，将烧杯置于传热装置构成的空腔内部。待测样品放热后，导致传热装置内、外表面温度不同，在热电堆的两端产生相应的热电势。通过高精度电压表测量该热电势，得到热电势的值后通过现有计算方法得到待测样品的发热功率。
本实用新型包括传热装置和热电堆。本实用新型具有一定的抗冲击力，热电偶连接处可承受0.1kg拉力不断裂，温度测量稳定性较高，量热计在达到热平衡后(300～700分钟)热电势的测量精密度优于0.11％，满足了动态K值量热计“热电势测量精密度优于0.2％”的技术指标，达到了预期效果。
Claims (7)
1.一种动态K值量热计测温元件装置，其特征在于：它包括传热装置和热电堆；热电堆布置在传热装置侧壁上。
2.根据权利要求1所述的动态K值量热计测温元件装置，其特征在于：所述的传热装置整体为中空的圆柱体形；在传热装置的侧面均匀布置有通孔；传热装置圆柱体侧面的内、外表面布置有竖槽和横槽，竖槽连接沿圆柱体侧面长度方向布置的相邻的两个通孔，横槽连接沿圆柱体侧面圆周方向布置的相邻的两个通孔；竖槽和横槽的连线呈锯齿形，竖槽和通孔的连线呈“弓”字形。
3.根据权利要求2所述的动态K值量热计测温元件装置，其特征在于：所述的传热装置壁厚为18mm、内径为150mm、高度为220mm，整体采用ABS材料制成。
4.根据权利要求2所述的动态K值量热计测温元件装置，其特征在于：所述的通孔共有360个，通孔直径为0.4mm；沿传热装置圆柱体侧面长度方向布置有20个通孔，沿传热装置圆柱体侧面圆周方向布置有18个通孔。
5.根据权利要求2所述的动态K值量热计测温元件装置，其特征在于：所述的竖槽和横槽的深度均为0.5mm。
6.根据权利要求1所述的动态K值量热计测温元件装置，其特征在于：所述的热电堆由热电偶串联组成；热电堆安装在传热装置的竖槽、通孔和横槽中，热电偶表面经过绝缘处理。
7.根据权利要求6所述的动态K值量热计测温元件装置，其特征在于：所述的热电偶为J型热电偶，共有360对，每对直径0.15mm，长29mm；热电偶正极(1)长14.5mm，热电偶负极(3)长14.5mm，热电偶正极(1)和热电偶负极(3)通过热电偶焊点(2)连接，热电偶焊点(2)设置在竖槽中。
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|---|---|---|---|---|
| CN106770455A (zh) * | 2016-12-05 | 2017-05-31 | 西南科技大学 | 一种新型燃烧热测定方法 |
| CN108241167A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-03 | 中国原子能科学研究院 | 一种低能β放射性活度测量装置 |
| CN111790965A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-10-20 | 中国原子能科学研究院 | 量热测温元件的制作工艺 |
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