CN205982148U - 绝缘材料热导率测定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及热导率测量领域，特别涉及绝缘材料热导率测定装置，包括热板和冷板，热板和冷板夹持在待测绝缘板的两侧，热板和冷板的板面均平行贴靠在待测绝缘板的板面上，所述的热板和冷板上分别设有温度测量元件，热板连接加热元件，所述的冷板的一端置于冷水箱内，温度测量元件分别测量热板和冷板的温度，从而得知待测绝缘板的两侧温度，再根据待测绝缘板的尺寸即可得到待测绝缘板的热导率。该测定装置结构简单，容易操作，精度较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及热导率测量领域，特别涉及绝缘材料热导率测定装置。
背景技术
在电机的各种制造材料中，绝缘层的导热性能最差，热阻最大，它对准确计算电机温升影响最大，所以研究绕组绝缘材料的导热性能对于准确分析电机温升具有重要意义，而电机温升的准确获得又为电机性能的提高提供了保障。
绝缘材料的导热性能主要通过热导率反应，目前常用的热导率测量方法有激光法、热线法、热流法、保护热流法、保护热板法等，针对不同的材料需要采用不同的测量方法。可见准确测量材料的热导率需要采用合适的测量方法，有时会比较复杂而且检测设备昂贵。目前许多电机厂中缺少高精度易操作的检测设备，使得新型材料在工程应用中难以取得热性能方面的数据。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种易操作，精度较高的绝缘材料热导率测定装置。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种绝缘材料热导率测定装置，包括热板和冷板，热板和冷板夹持在待测绝缘板的两侧，热板和冷板的板面均平行贴靠在待测绝缘板的板面上，所述的热板和冷板上分别设有温度测量元件，热板连接加热元件，所述的冷板的一端置于冷水箱内。
由于采用以上技术方案，温度测量元件分别测量热板和冷板的温度，从而得知待测绝缘板的两侧温度，再根据待测绝缘板的尺寸即可得到待测绝缘板的热导率。该测定装置结构简单，容易操作，精度较高。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
一种绝缘材料热导率测定装置，包括热板10和冷板20，热板10和冷板20夹持在待测绝缘板30的两侧，热板10和冷板20的板面均平行贴靠在待测绝缘板30的板面上，所述的热板10和冷板20上分别设有温度测量元件40，热板10连接加热元件11，所述的冷板20的一端置于冷水箱50内。
设定试验环境的边界条件为：1、热流的传导方向为单一方向；2、热流传导的待测绝缘板30面积A为常数。
根据平板传热的物理数学模型得知热流传导的待测绝缘板30热量Q为
其中λ为待测绝缘板30的热导率，A为待测绝缘板30的面积，L为待测绝缘板30的厚度，θ1、θ2分别为待测绝缘板30两侧的温度；
本实用新型中热板10和冷板20的温度即为待测绝缘板30两侧的温度，所以由热板10上的温度测量元件得到θ2，由冷板20上的温度测量元件得到θ1，待测绝缘板30热流传导的热量Q等于热板10上加热元件11产生的热量。冷水箱50的设置是为了保证热板10和冷板20处于热稳定状态，θ1和θ2就是热稳定状态后冷板20和热板10的温度。
上述公式中参数Q，L和A均为已知值，只有θ2和θ1两个变量，所以只需要测量θ2和θ1即可计算出λ的数值。本实用新型正是根据这一原理，通过测量位于待测绝缘板30两侧的热板10和冷板20的温度得出待测绝缘板30热导率λ的大小。由于测量变量少，温度参数容易获得，所以得出的热导率λ精度较高，而且本实用新型的测定装置结构非常简单，容易操作，成本低廉。
所述的热板10和待测绝缘板30位于恒温箱40内，冷板20与待测绝缘板30贴合处的板体位于恒温箱40内，冷板20的下端延伸至恒温箱40外部，并悬伸至冷水箱50内。恒温箱40避免热量在传送过程中的产生损耗，保证待测绝缘板30热流传导的热量Q等于热板10上加热元件11产生的热量Q0，减小环境因素对实验结果的影响，从而保证热导率λ的精度度。
所述的恒温箱40上设有两根夹紧螺杆41，夹紧螺杆41的杆体与恒温箱40箱体构成螺纹配合，夹紧螺杆41的一端延伸至恒温箱40外部，另一端抵靠在热板10/冷板20上。如图1所示，一根夹紧螺杆41抵靠在热板10上，另一根夹紧螺杆41抵靠在冷板20上，两根夹紧螺杆41相互配合，使得热板10和冷板20紧紧的贴靠在待测绝缘板30，进一步减小热量在传递过程中的损耗，进一步提高测定装置的测量精度。
所述的夹紧螺杆41用于抵靠热板10/冷板20的端头处设有绝热垫42，绝热垫42可以隔绝夹紧螺杆41与热板10/冷板20之间的热量传递，也就是说热量只能通过热板10与冷板20的板面通过，防止热量通过夹紧螺杆41散失而影响试验效果，进一步提高测量精度。
所述的温度测量元件位于热板10/冷板20与待测绝缘板30的贴合处。更能精确的测量热板10和冷板20的温度，保证测量精度。
所述的冷水箱50内储存循环恒温水，也就是说冷板20下端的温度保持不变，减小外界因素对测量结果的影响，一步提高测定装置的测量精度。
所述的加热元件11置于热板10的板体内部，加热元件11设置在热板10的板体内部可以防止热量的损失，进一步提高测定装置的测量精度。
本实用新型中的温度测量元件40为温度传感器，并可以将温度传感器设置在热板10/冷板20的内部，提高检测精度。本实用新型的测定装置具体使用时，可将冷板20和热板10上安装的温度测量元件40的温度数据直接采集进入计算机。待测绝缘板30面积A、厚度L和加热元件11的额定功率数据输入计算机，计算机根据程序进行计算并输出待测绝缘板30的热导率。
Claims (7)
1.一种绝缘材料热导率测定装置，其特征在于：包括热板(10)和冷板(20)，热板(10)和冷板(20)夹持在待测绝缘板(30)的两侧，热板(10)和冷板(20)的板面均平行贴靠在待测绝缘板(30)的板面上，所述的热板(10)和冷板(20)上分别设有温度测量元件，热板(10)连接加热元件(11)，所述的冷板(20)的一端置于冷水箱(50)内。
2.根据权利要求1所述的绝缘材料热导率测定装置，其特征在于：所述的热板(10)和待测绝缘板(30)位于恒温箱(40)内，冷板(20)与待测绝缘板(30)贴合处的板体位于恒温箱(40)内，冷板(20)的下端延伸至恒温箱(40)外部，并悬伸至冷水箱(50)内。
3.根据权利要求2所述的绝缘材料热导率测定装置，其特征在于：所述的恒温箱(40)上设有两根夹紧螺杆(41)，夹紧螺杆(41)的杆体与恒温箱(40)箱体构成螺纹配合，夹紧螺杆(41)的一端延伸至恒温箱(40)外部，另一端抵靠在热板(10)/冷板(20)上。
4.根据权利要求3所述的绝缘材料热导率测定装置，其特征在于：所述的夹紧螺杆(41)用于抵靠热板(10)/冷板(20)的端头处设有绝热垫(42)。
5.根据权利要求4所述的绝缘材料热导率测定装置，其特征在于：所述的温度测量元件位于热板(10)/冷板(20)与待测绝缘板(30)的贴合处。
6.根据权利要求1-5任一项所述的绝缘材料热导率测定装置，其特征在于：所述的冷水箱(50)内储存循环恒温水。
7.根据权利要求6所述的绝缘材料热导率测定装置，其特征在于：所述的加热元件(11)置于热板(10)的板体内部。
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| CN201620749400.7U CN205982148U (zh) | 2016-07-15 | 2016-07-15 | 绝缘材料热导率测定装置 |
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| CN (1) | CN205982148U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111855736A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-10-30 | 同济大学 | 一种电卡性能测试系统 |
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2016
- 2016-07-15 CN CN201620749400.7U patent/CN205982148U/zh active Active
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| CN111855736A (zh) * | 2020-03-18 | 2020-10-30 | 同济大学 | 一种电卡性能测试系统 |
| CN111855736B (zh) * | 2020-03-18 | 2022-02-18 | 同济大学 | 一种电卡性能测试系统 |
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