CN205607902U - 一种金属保温板块保温性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及测量装置技术领域，具体涉及一种金属保温板块保温性能检测装置，包括用于放置待检测的金属保温板块的防护箱、套设于所述防护箱内的计量箱、设置于所述计量箱内的第一加热装置、设置于所述计量箱和所述防护箱之间的第二加热装置以及测温装置；所述计量箱的开口处设置有可移动的第一均温板，所述第一均温板与所述金属保温板块平行；本实用新型通过可移动的第一均温板的设计，更真实地模拟了待测的所述金属保温板块的保温状况，促使计量区温度分布均匀，提高测量结果的准确性，为核电厂金属保温板块的热性能测试提供了切实可行的方法；且其还适用于大尺寸的金属保温板块的保温性能测试。

Description

一种金属保温板块保温性能检测装置

技术领域

本实用新型涉及测量装置技术领域，尤其涉及热性能测量装置技术领域，具体是指一种金属保温板块保温性能检测装置。

背景技术

金属保温板块保温性能检测装置是核工业上不可或缺的测试和试验设备。测试方式的基本原理是采用高温热箱法，即保持计量箱内外壁的温差接近为零，测得试件内外表面的温差，依据相关公式计算试件的热性能参数。计量箱与防护箱内安装有大量热电偶，以监视系统各处温度或温差。当热传导趋于稳态时，即计量箱内外壁的温差接近为零并且保持稳定时，记录试件内外壁温度与计量箱的发热功率，从而推算试件的热性能参数。

现有的检测装置计量箱较小，无法用于面积较大的样品的检测，如果将检测装置扩大，则存在检测时温度分布不均匀，进而造成测量结果容易出现偏差，检测误差较高的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种金属保温板块保温性能检测装置。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种金属保温板块保温性能检测装置，包括用于放置待检测的金属保温板块的防护箱、套设于所述防护箱内的计量箱、设置于所述计量箱内的第一加热装置、设置于所述计量箱和所述防护箱之间的第二加热装置以及测温装置；所述计量箱的开口处设置有可移动的第一均温板，所述第一均温板与所述金属保温板块平行。

本实用新型可移动的第一均温板采用纯铝材料制成，其具有质轻、便于移动和导热系数高的优点，其可以在外界温差较大的情况下仍能保证所述第均温板表面的温度分布均匀；由于所述计量箱内的第一加热装置的存在，并且不存在扰动源(扰动源不易安装)的情况下，所述计量箱内的空气在所述第一加热装置开启后，温度上升，但是不同位置的空气温度上升情况会存在较大的差异，进而导致计量箱中存在较大温差，而通过可移动的第一均温板的设计，利用其快速导热的优点，可缩小第一均温板两侧空气的温度差异，促使所述计量箱内温度分布均匀，以使测量环境更接近所述金属保温板块的实际使用环境，减小因待测的所述金属保温板块温度分布不匀引起的测量误差。

较佳地，所述计量箱和所述防护箱之间设置有与所述第一均温板处于同一平面的第二均温板；所述第二均温板也为可移动的，同样采用纯铝材料制成，其传热特性可使其对应区域的温度分布均匀，减小待测的所述金属保温板块对应的防护区(所述防护箱和所述计量箱之间的区域)和计量区(所述计量箱内的区域)的温差，减小因待测的所述金属保温板块温度分布不匀引起的测量误差，这样方便对应地增加防护区的面积，以使所述测量装置可以测量大型的金属保温板块的导热系数，且测试结果可信。

较优地，所述第一均温板与所述金属保温板块的垂直距离为10～25cm，可根据待测的所述金属保温板块的大小改变所述第一均温板与所述金属保温板块的垂直距离，以减小测量误差。

较佳地，所述第二加热装置包括导流板、设置于所述导流板内的加热器以及设置于所述导流板一端的风机，所述风机用作所述第二加热装置的扰动源，以使所述防护箱内温度分布均匀；可根据具体的情况选择设置两个或多个第二加热装置，其相互独立，以使所述防护箱和所述计量箱之间的空气流动，使该空间内的温度分布更均匀，减少测量误差。

较佳地，所述计量箱与所述金属保温板块的接触面上设置有第一密封垫，所述防护箱用于放置所述金属保温板块处设置有第二密封垫；其中第一密封垫采用宽度≤2.5cm的复合材料制成，主要是避免所述计量箱和所述防护箱因密封不严产生热交换；所述第二密封垫采用玻璃纤维材料制成，主要是避免所述防护箱密封不严而导致热量流失，用以减少热损，以提高测量结果的准确性。

较佳地，所述计量箱的内外壁面、所述防护箱的内壁面、所述第一均温板表面和所述第二均温板表面均设置有发射涂层，且所述发射涂层的发射率＞0.85，进一步促进所述防护箱和所述计量箱内部的温度分布均匀，减小测量误差。

较佳地，所述测温装置包括多个测温元件和与所述测温元件电连接的温度控制器，多个所述测温元件分别设置于所述防护箱的内壁面、所述计量箱内外壁面、所述金属保温板块的表面；通过所述温度控制器的信号输入，控制第一加热装置和第二加热装置的加热功率，同时通过测温元件的反馈，确定待检测的所述金属保温板块的稳态，进而测得其导热系数；其中所述测温元件为热电偶。

较佳地，所述计量箱的内外壁面均采用不锈钢板制成，不锈钢板之间由硬质保温材料填充而成；所述防护箱是由支撑件和保温材料组成，为计量箱提供内外等温的边界条件。

本实用新型包括用于放置待检测的金属保温板块的防护箱、套设于所述防护箱内的计量箱、设置于所述计量箱内的第一加热装置、设置于所述计量箱和所述防护箱之间的第二加热装置以及测温装置；所述计量箱的开口处设置有可移动的第一均温板，所述第一均温板与所述金属保温板块平行；其通过可移动的第一均温板的设计，更真实地模拟了待检测的所述金属保温板块的保温状况，促使计量区温度分布均匀，提高测量结果的准确性，为核电厂金属保温板块的热性能测试提供了切实可行的方法；且可移动的所述第一均温板的设计，使本实用新型可用于大尺寸的金属保温板块的测试，并且使测试结果接近实际应用状况；另外，本实用新型能够测量多种厚度的金属保温板块的保温性能，且能够保证在较大的温度跨度(100℃～400℃)范围内的测试精度。

附图说明

图1、本实用新型实施例的结构示意图；

图2、本实用新型沿A-A线的剖面结构示意图；

图示说明：10-金属保温板块保温性能检测装置，1-金属保温板块，2-防护箱，21-加热器，22-第二均温板，23-第二密封垫，24-导流板，25-风机，3-计量箱，31-第一加热装置，32-第一均温板，33-第一密封垫。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。

如图1和2所示，一种金属保温板块保温性能检测装置10，包括用于放置待检测的金属保温板块1的防护箱2、套设于防护箱2内的计量箱3、设置于计量箱3内的第一加热装置31、设置于计量箱3和防护箱2之间的第二加热装置以及测温装置(图中未示)；计量箱3的开口和防护箱2的开口朝向同一方向，计量箱3的开口处设置有可移动的第一均温板32，第一均温板32与待检测的金属保温板块1平行设置；其中，第一加热装置31为安装在计量箱3内部的独立控制的直流加热装置，该直流加热装置的面积在本实施例中可达1m×1m，这样用以进行大尺寸的金属保温板块1的测量，但是该第一加热装置31在加热时，没有相应的扰动源，在此提供了第一均温板32来使计量箱3内的温度分布均匀；具体地，第一均温板32主体采用纯铝材料制成，质轻，便于移动且纯铝材料导热系数高，这样在外界温差较大的情况下，该第一均温板32仍能保持其表面温度分布均匀，计量箱3在此使用第一均温板32，能使计量箱3内的第一均温板32两侧的空气温差快速的缩小，保证在测试时，待测试的金属保温板块1受热均匀。

计量箱3和防护箱2之间设置有与第一均温板32处于同一平面的第二均温板22；该第二均温板22所属平面同样与待检测的金属保温板块1所属平面是平行的，且第二均温板22也为可移动的，同样采用纯铝材料制成，其传热特性可使其对应区域的温度分布均匀，减小待测的金属保温板块1对应的防护区(防护箱和计量箱之间的区域)和计量区(计量箱内的区域)的温差，减小因待测的金属保温板块1温度分布不匀引起的测量误差；也方便对应地增加防护区的面积，使测量装置可以测量大型的金属保温板块1的导热系数，测得其保温性能。一般情况下，第一均温板32与金属保温板块1的垂直距离为10～25cm，可根据待测的金属保温板块1的大小改变第一均温板32与金属保温板块1的垂直距离，以减小测量误差，两者之间的垂直距离优选15cm。

具体地，第二加热装置包括导流板24、设置于导流板24内的加热器21以及设置于导流板24一端的风机25，其中的风机25用作第二加热装置的扰动源，以使防护箱2内温度分布均匀；可根据具体的情况选择设置两组或多组第二加热装置，其相互独立，以使防护箱2和计量箱3之间的空间内的温度分布均匀，减少测量误差。在本实施例中，第二加热装置共设置有两组，如图1和2所示，两组第二加热装置相对设置，如图2所示，在开启加热器21后，风机25将热风沿着箭头所指的方向吹动，以使第二加热装置所处的空间内的空气流动，进而促使该空间内的温度分布均匀，减少测量误差。

另外，为减少该检测装置的热损，计量箱3与待检测的金属保温板块1的接触面上设置有第一密封垫33，防护箱2用于放置待检测的金属保温板块1处设置有第二密封垫23；其中第一密封垫33采用宽度≤2.5cm的复合材料制成，主要是避免计量箱3和防护箱2因密封不严产生热交换；第二密封垫23采用玻璃纤维材料制成，主要是避免防护箱2密封不严而导致热量流失，用以减少热损，以提高测量结果的准确性。为了进一步促进防护箱2和计量箱3内部的温度分布均匀，减小测量误差，计量箱3的内外壁面、防护箱2的内壁面、第一均温板32表面和第二均温板22表面均设置有发射涂层(图中未示)，且发射涂层的发射率＞0.85，其中，本实施例中选择设置的发射涂层的发射率为0.87，高发射率的发射涂层可有效地将壁面和第一均温板32及第二均温板22表面的热量辐射至计量箱3和防护箱2的内部空间，促使防护箱2和计量箱3内部的空气温度分布均匀。

具体地，测温装置包括多个测温元件和与测温元件电连接的温度控制器，多个测温元件分别设置于防护箱2的内壁面、计量箱3内外壁面、金属保温板块1的表面；通过温度控制器的信号输入，控制第一加热装置31和加热器21的加热功率；测温元件主要用来监控计量箱3和防护箱2内部的温度，为使得到的数据更准确，测温元件可以设置在计量箱3的内壁面的多个位置、计量箱3的外壁面的多个位置、第一均温板32表面的多个位置、第二均温板22表面的多个位置、防护箱2的内壁面的多个位置以及待检测的金属保温板块1的多个位置，具体位置选定根据实际情况来判定；通过测温元件的反馈，确定待检测的金属保温板块1的稳态，进而测得其导热系数；其中本实施例中测温元件为热电偶。

此外，计量箱3的内外壁面均采用不锈钢板制成，不锈钢板之间由硬质保温材料填充而成；防护箱2是由支撑件和保温材料组成，为计量箱提供内外等温的边界条件，防护箱2内部温度与计量箱3的内部温度保持一致，减小计量箱3因温差产生的热损，使待测的金属保温板块1在被测时更接近实际使用情况，进而得到更准确的测试结果。

当然，在实际使用中，该金属保温板块保温性能检测装置10的其他结构与现有的检测装置相同，比如电源等；该检测装置10在使用时还连接有数据采集系统、功率测量系统及其它配套装置，用以更便捷地测试待测件——金属保温板块1的保温性能。

本实用新型在进行使用时，对具体的金属保温板块1进行检测时，首先，要接通电源，通过温度控制器设置目标温度，开启风机25和加热器21以及第一加热装置31，在此，由于计量箱3和待测件的接触面密封良好，计量箱3内外温度基本一致，可认为计量箱3热损全部是通过金属保温板块1产生的；

然后，测量并记录被测金属保温板块1内外壁面分布的温度，确认其温度分布无明显变化后，进行稳态判断；其中稳态是指实验段所处的热力学状态不随时间的改变而改变，判断依据包括温度、功率等因素；

最后，在判定实验段达到稳态后，记录有效数据，采用经典公式计算得到被测金属保温板块1的导热系数，说明金属保温板块1的保温性能。

上述检测方法为现有的检测装置的常规检测手段，在此仅为根据本实用新型来进行的相应检测，其检测结果相对于现有的检测装置误差更小，检测结果更接近实际情况。

本实用新型中设置了可移动的第一均温板32，其采用纯铝材料制成，具有质轻、便于移动和导热系数高的优点，其可以在外界温差较大的情况下仍能保证第一均温板32表面的温度分布均匀；由于计量箱3内的第一加热装置31的存在，并且不存在扰动源(扰动源不易安装)的情况下，计量箱3内的空气在第一加热装置31开启后，温度上升，但是不同位置的空气温度上升情况会存在较大的差异，进而导致计量箱31中存在较大温差，而通过可移动的第一均温板32的设计，利用其快速导热的优点，缩小第一均温板32两侧空气的温度差异，促使计量箱3内温度分布均匀，以使测量环境更接近金属保温板块1的实际使用环境，减小因待测的金属保温板块1温度分布不匀引起的测量误差。

与现有技术相比，本实用新型可测试的金属保温板块1的面积可达到1.9m×1.9m，在被测产品较大的情况下，也能保证测试时的状态与实际状态接近，进而使得测试结果更准确，具有较强的可信度；本实用新型通过引入可移动的第一均温板32的设计，更真实地模拟了待测的金属保温板块1的保温状况，促使计量区温度分布均匀，提高测量结果的准确性，为核电厂金属保温板块1的热性能测试提供了切实可行的方法。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种金属保温板块保温性能检测装置，其特征在于：包括用于放置待检测的金属保温板块的防护箱、套设于所述防护箱内的计量箱、设置于所述计量箱内的第一加热装置、设置于所述计量箱和所述防护箱之间的第二加热装置以及测温装置；所述计量箱的开口处设置有可移动的第一均温板，所述第一均温板与所述金属保温板块平行。

2.根据权利要求1所述的金属保温板块保温性能检测装置，其特征在于：所述计量箱和所述防护箱之间设置有与所述第一均温板处于同一平面的第二均温板。

3.根据权利要求2所述的金属保温板块保温性能检测装置，其特征在于：所述第一均温板和所述第二均温板采用纯铝材料制成。

4.根据权利要求1所述的金属保温板块保温性能检测装置，其特征在于：所述第二加热装置包括导流板、设置于所述导流板内的加热器以及设置于所述导流板一端的风机。

5.根据权利要求1所述的金属保温板块保温性能检测装置，其特征在于：所述计量箱与所述金属保温板块的接触面上设置有第一密封垫，所述防护箱用于放置所述金属保温板块处设置有第二密封垫。

6.根据权利要求5所述的金属保温板块保温性能检测装置，其特征在于：所述第二密封垫采用玻璃纤维材料制成。

7.根据权利要求2所述的金属保温板块保温性能检测装置，其特征在于：所述计量箱的内外壁面、所述防护箱的内壁面、所述第一均温板表面和所述第二均温板表面均设置有发射涂层。

8.根据权利要求1所述的金属保温板块保温性能检测装置，其特征在于：所述第一均温板与所述金属保温板块的垂直距离为10～25cm。

9.根据权利要求1所述的金属保温板块保温性能检测装置，其特征在于：所述测温装置包括多个测温元件和与所述测温元件电连接的温度控制器，多个所述测温元件分别设置于所述防护箱的内壁面、所述计量箱内外壁面、所述金属保温板块的表面。

10.根据权利要求1所述的金属保温板块保温性能检测装置，其特征在于：所述计量箱的内外壁面均采用不锈钢板制成。