CN205691525U - 热流型差示扫描量热仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热流型差示扫描量热仪。其包括第一参比盘，用于承载第一参比物；第一参比热电偶，用于检测第一参比盘的温度；第二参比盘，用于承载第二参比物；第二参比热电偶，用于检测第二参比盘的温度；试样盘，用于承载测试样；以及试样热电偶，用于检测试样盘的温度；其中，第一参比热电偶和第二参比热电偶择一地与试样热电偶连接，形成差示温度回路。上述热流型差示扫描量热仪中设置有第一参比盘和第二参比盘，分别用于承载不同的第一参比物和第二参比物，因此，可将常用的至少两种参比物放置在热流型差示扫描量热仪的内部，从而减少将参比物拿出的次数，不仅延长参比物的使用寿命，还能够避免将参比物污染或者划伤，减小实验结果误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及热分析仪器领域，特别是涉及一种热流型差示扫描量热仪。
背景技术
差示扫描量热法(differential scanning calorimeter，简称DSC)在材料热分析领域是一种常用的分析方法，其基本过程在于对参比物和测试样进行程序控温，并且记录测试样与参比物在此过程中吸收(或放出)热量的差值，再绘制出这个热量差值与温度或时间的关系曲线，即DSC曲线。通过分析DSC曲线，不仅可以了解到测试样在升降温过程中是否出现吸热或者放热现象(例如晶体熔化时是吸热过程)，而且可以定量地测定出该过程中测试样发生吸放热时的温度和吸收热量的多少。
采用DSC的方法对材料进行热分析的仪器称为差示扫描量热仪，按照其工作原理不同，可以分为功率补偿型和热流型两种。
其中热流型差示扫描量热仪的基本原理是：对测试样和参比物同时加热，当测试样发生吸热或放热过程时，就会与参比物间形成温度差；仪器记录下这个温度差，并且将这个温度差通过一个装置系数(装置系数通过测量如单晶三氧化二铝等高纯度基准物质的热容量得到)换算为热量差，进而绘制出DSC曲线。
传统的热流型差示扫描量热仪的分别用于承载测试样和参比物的试样盘和参比盘位于同一个腔室内，然而，进行测试时，每次需要更换坩埚类型时都会将参比盘上的参比坩埚取出，这样不仅会污染参比坩埚，而且很容易划伤参比坩埚，容易造成实验结果误差较大，不利于应用。
实用新型内容
基于此，有必要针对传统的热流型差示扫描量热仪容易造成实验结果误差较大的问题，提供一种能够减小实验结果误差的热流型差示扫描量热仪。
一种热流型差示扫描量热仪，包括
第一参比盘，用于承载第一参比物；
第一参比热电偶，用于检测所述第一参比盘的温度；
第二参比盘，用于承载第二参比物；
第二参比热电偶，用于检测所述第二参比盘的温度；
试样盘，用于承载测试样；
以及试样热电偶，用于检测所述试样盘的温度；
其中，所述第一参比热电偶和所述第二参比热电偶择一地与所述试样热电偶连接，形成差示温度回路。
与传统的热流型差示扫描量热仪相比，上述热流型差示扫描量热仪中设置有第一参比盘和第二参比盘，分别用于承载不同的第一参比物和第二参比物，因此，可将常用的至少两种参比物放置在热流型差示扫描量热仪的内部，从而减少了将参比物拿出的次数，不仅延长参比物的使用寿命，还能够避免将参比物污染或者划伤，减小实验结果误差。
在其中一个实施例中，所述第一参比盘、所述第二参比盘和所述试样盘两两之间的距离相等。
在其中一个实施例中，所述热流型差示扫描量热仪还包括储热装置，用于存储热量，所述储热装置的内部形成封闭的空腔，所述第一参比盘、所述第一参比热电偶、所述第二参比盘、所述第二参比热电偶、所述试样盘以及所述试样热电偶均位于所述空腔中。
在其中一个实施例中，所述热流型差示扫描量热仪还包括加热装置，所述加热装置位于所述储热装置的外侧，用于提供热量。
在其中一个实施例中，所述加热装置为加热炉。
在其中一个实施例中，所述热流型差示扫描量热仪还包括传热装置，所述传热装置位于所述储热装置的内部，用于承载所述第一参比盘、所述第二参比盘以及所述试样盘，并将热量从所述加热装置传递给所述第一参比盘、所述第二参比盘和所述试样盘。
在其中一个实施例中，所述传热装置为铜盘热垫片。
在其中一个实施例中，所述第一参比热电偶位于所述传热装置的与所述第一参比盘相对设置的下方；
所述第二参比热电偶位于所述传热装置的与所述第二参比盘相对设置的下方；
所述试样热电偶位于所述传热装置的与所述试样盘相对设置的下方。
在其中一个实施例中，所述热流型差示扫描量热仪还包括
第三参比盘，用于承载第三参比物；
以及第三参比热电偶，位于所述第三参比盘的下方，用于检测所述第三参比盘的温度。
在其中一个实施例中，所述第一参比盘的重心、所述第二参比盘的重心、所述第三参比盘的重心和所述试样盘的重心构成一个圆。
附图说明
图1为一实施方式的热流型差示扫描量热仪的俯视图；
图2为一实施方式的热流型差示扫描量热仪的工作原理图；
图3为另一实施方式的热流型差示扫描量热仪的俯视图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
请参见图1和图2，一实施方式的热流型差示扫描量热仪100包括加热装置110、储热装置120、传热装置130、第一参比盘140、第一参比热电偶150、第二参比盘160、第二参比热电偶170、试样盘180以及试样热电偶190。
此处需要说明的是，图2仅为热流型差示扫描量热仪100的工作原理的示意图，而非热流型差示扫描量热仪100的实际尺寸图。图2中每个元件的位置均不代表其实际位置。
其中，加热装置110位于储热装置120的外侧，作为热源，用于提供热量。本实施方式的加热装置110为加热炉。但其不限于此，亦可为其他能够提供热量的装置。
储热装置120用于存储热量，储热装置120的内部形成封闭的空腔122。第一参比盘140、第一参比热电偶150、第二参比盘160、第二参比热电偶170、试样盘180以及试样热电偶190均位于空腔122中。
本实施方式的储热装置120为铜盖。由于铜材质本身导热性强，如果出现局部温度差异，可以迅速发生热传递，进而保障空腔122内的温度稳定。但储热装置120不限于此，亦可为其他材质及类型的装置。此外，储热装置120可以为一层，亦可为多层，其保温效果更好。
传热装置130位于储热装置120的内部，用于承载第一参比盘140、第二参比盘160以及试样盘180，并将热量从加热装置110传递给第一参比盘140、第二参比盘160和试样盘180。
本实施方式的传热装置130为铜盘热垫片。同样由于铜材质本身导热性强，能够迅速发生热传递，保障第一参比盘140、第二参比盘160以及试样盘180的温度稳定。当然，传热装置130亦可选自其他材质和类型。
此外，本实施方式的热流型差示扫描量热仪100内每个参比盘的下方均设置有用于检测相应参比盘的热电偶。
具体的，第一参比盘140位于传热装置130上，用于承载第一参比物。第一参比物可以为坩埚等，具体可以根据使用需求进行选择。第一参比热电偶150位于传热装置130的与第一参比盘140相对设置的下方，用于检测第一参比盘140的温度。
第二参比盘160位于传热装置130上，用于承载第二参比物。第二参比物亦可以为坩埚等，具体可以根据使用需求进行选择。第二参比热电偶170位于传热装置130的与第二参比盘160相对设置的下方，用于检测第二参比盘160的温度。
试样盘180位于传热装置130上，用于承载测试样。试样热电偶190位于传热装置130的与试样盘180相对设置的下方，用于检测试样盘180的温度。
其中，第一参比物与第二参比物不同，且第一参比热电偶150和第二参比热电偶170择一地与试样热电偶190连接，形成差示温度回路。此处的“不同”，指的是第一参比物与第二参比物的种类不同，亦或尺寸不同，亦或为其他任意的不同，只要有一点不同，即可认为二者不同。
因此，可将常用的两种参比物放置在热流型差示扫描量热仪内部，测试时，根据使用需求将测试第一参比物温度的第一参比热电偶150或者将测试第二参比物温度的第二参比热电偶170择一地与试样热电偶190连接，具体可以通过软件控制选择使用哪个参比盘与试样盘的热量变化形成差示温度回路，进而形成DSC曲线，进行数据分析。从而减少了将参比物拿出的次数，不仅延长参比物的使用寿命，还能够避免将参比物污染或者划伤，减小实验结果误差。
需要说明的是，本实施方式中，第一参比盘140、第二参比盘160和试样盘180两两之间的距离相等。图1中虚线围成一个等边三角形，上述等边三角形的三条边分别用以表示两两之间的距离。由于传热装置130的面积较大，将第一参比盘140、第二参比盘160和试样盘180设置为两两之间的距离相等后，利于平衡体系的热量分布，避免因热量分布不均而影响测试结果。
此外，本实用新型的热流型差示扫描量热仪的参比盘的个数不限于上述实施方式的两个，亦可为三个或者三个以上，且当参比盘的个数设置为三个或者三个以上时，每个参比盘所承载的参比物的规格均不同，这样能够将更多常用的参比物放置在热流型差示扫描量热仪的内部，使用时根据需求将参比盘一侧的热电偶择一地与试样盘一侧的热电偶连接，形成差示温度回路，进而形成DSC曲线，进行数据分析。
请参见图3，另一个实施方式的热流型差示扫描量热仪200内设置有三个参比盘，分别为第一参比盘210、第二参比盘220以及第三参比盘230。相应的，第一参比盘210的下方设置有第一参比热电偶(未图示)，用于检测第一参比盘210的温度；第二参比盘220的下方设置有第二参比热电偶(未图示)，用于检测第二参比盘220的温度；第三参比盘230的下方设置有第三参比热电偶(未图示)，用于检测第三参比盘230的温度。
本实施方式的第一参比盘210用于承载第一参比物，第二参比盘220用于承载第二参比物，第三参比盘230用于承载第三参比物。其中，第三参比物分别与第一参比物、第二参比物均不同。本实施方式的热流型差示扫描量热仪200能够将三种不同的参比物放置在其内部，从而减少了将参比物拿出的次数，不仅延长参比物的使用寿命，还能够避免将参比物污染或者划伤，减小实验结果误差。
此外，热流型差示扫描量热仪200内还设置有一个试样盘240，用于承载测试样。如图3中所示，为了能够利于平衡体系的热量分布，本实施方式的第一参比盘210的重心、第二参比盘220的重心、第三参比盘230的重心和试样盘240的重心构成一个圆。如图中虚线所示。
此时，第一参比盘210与第三参比盘230之间的距离大于第一参比盘210与第二参比盘220或者试样盘240之间的距离，这样容易造成热量分布不均匀，因此可以通过软件控制进行热量补偿，避免因热量分布不均而影响测试结果。
当本实用新型的热流型差示扫描量热仪中参比盘的个数大于三个时，为了能够利于平衡体系的热量分布，亦可将每个参比盘的重心和试样盘的重心构成一个圆，这样能够最大限度地避免热量分布不均。此外，还可以同时通过软件控制进行热量补偿，避免因热量分布不均而影响测试结果。
与传统的热流型差示扫描量热仪相比，上述热流型差示扫描量热仪中设置有第一参比盘和第二参比盘，分别用于承载不同的第一参比物和第二参比物，因此，可将常用的至少两种参比物放置在热流型差示扫描量热仪的内部，从而减少了将参比物拿出的次数，不仅延长参比物的使用寿命，还能够避免将参比物污染或者划伤，减小实验结果误差。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种热流型差示扫描量热仪，其特征在于，包括
第一参比盘，用于承载第一参比物；
第一参比热电偶，用于检测所述第一参比盘的温度；
第二参比盘，用于承载第二参比物；
第二参比热电偶，用于检测所述第二参比盘的温度；
试样盘，用于承载测试样；
以及试样热电偶，用于检测所述试样盘的温度；
其中，所述第一参比热电偶和所述第二参比热电偶择一地与所述试样热电偶连接，形成差示温度回路。
2.根据权利要求1所述的热流型差示扫描量热仪，其特征在于，所述第一参比盘、所述第二参比盘和所述试样盘两两之间的距离相等。
3.根据权利要求1所述的热流型差示扫描量热仪，其特征在于，所述热流型差示扫描量热仪还包括储热装置，用于存储热量，所述储热装置的内部形成封闭的空腔，所述第一参比盘、所述第一参比热电偶、所述第二参比盘、所述第二参比热电偶、所述试样盘以及所述试样热电偶均位于所述空腔中。
4.根据权利要求3所述的热流型差示扫描量热仪，其特征在于，所述热流型差示扫描量热仪还包括加热装置，所述加热装置位于所述储热装置的外侧，用于提供热量。
5.根据权利要求4所述的热流型差示扫描量热仪，其特征在于，所述加热装置为加热炉。
6.根据权利要求4所述的热流型差示扫描量热仪，其特征在于，所述热流型差示扫描量热仪还包括传热装置，所述传热装置位于所述储热装置的内部，用于承载所述第一参比盘、所述第二参比盘以及所述试样盘，并将热量从所述加热装置传递给所述第一参比盘、所述第二参比盘和所述试样盘。
7.根据权利要求6所述的热流型差示扫描量热仪，其特征在于，所述传热装置为铜盘热垫片。
8.根据权利要求6所述的热流型差示扫描量热仪，其特征在于，所述第一参比热电偶位于所述传热装置的与所述第一参比盘相对设置的下方；
所述第二参比热电偶位于所述传热装置的与所述第二参比盘相对设置的下方；
所述试样热电偶位于所述传热装置的与所述试样盘相对设置的下方。
9.根据权利要求1所述的热流型差示扫描量热仪，其特征在于，所述热流型差示扫描量热仪还包括
第三参比盘，用于承载第三参比物；
以及第三参比热电偶，位于所述第三参比盘的下方，用于检测所述第三参比盘的温度。
10.根据权利要求9所述的热流型差示扫描量热仪，其特征在于，所述第一参比盘的重心、所述第二参比盘的重心、所述第三参比盘的重心和所述试样盘的重心构成一个圆。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110568006A (zh) * | 2018-06-06 | 2019-12-13 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种储热材料的储热密度测试方法及系统 |
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2016
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Cited By (2)
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| CN110568006A (zh) * | 2018-06-06 | 2019-12-13 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种储热材料的储热密度测试方法及系统 |
| CN110568006B (zh) * | 2018-06-06 | 2022-06-28 | 全球能源互联网研究院有限公司 | 一种储热材料的储热密度测试方法及系统 |
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