CN207689405U - 纳米材料热性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种纳米材料热性能测试装置，该装置包括横向滑轨支架，示波器，纵向滑轨支架，调压旋钮，电子天平，固定底板，溶液样品槽，铜片夹，可旋转样品台，薄膜样品槽，粉体样品槽，非接触式红外测温仪，横向滑轨滑，滑轨支架，固定转轴，光源，直流稳压电源；还有包括高精度测温探头，探头运动轨道，探头固定底板，多通道数据采集模块形成的多点接触式测温装置。有益效果是该装置可以实现双重的加热方式温度实时检测，可以测试溶液类，薄膜类，粉体类样品。兼顾接触式和非接触式实时测温方式，同时具有非接触式热成像功能，可以从数据和热成像两方面得到样品的温度分布。能够测试由光照导致的水蒸发量，可以用作水淡化效率的评估研究。

Description

纳米材料热性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及到一种纳米材料热性能测试装置，属于材料热学性能研究领域。

背景技术

很多纳米材料具有优异的热学性能，如良好的导热性，热稳定性，快速加热性能，目前已经在很多领域得到了研究和应用，特别是纳米材料的电热转换和光热转性能已经受到很多研究者的青睐，电热转换器件能够用在汽车、飞机等装置上除雾，光热转换器件在生物领域，太阳能综合利用领域，传感器件领域具有很大的应用前景。这些纳米材料的热性能基础研究研究离不开温度的精确测量，目前对纳米材料温度测试的装置功能比较单一，所以开发一种兼备多功能的热性能检测装置对纳米材料的热性质的研究具有一定的指导意义。

发明内容

本实用新型涉及到一种简单、稳定、可操作性强的纳米材料热性能测测试装置，该装置具有多重的用途，可以用于电加热测试，光加热测试；能够测试多种类型的样品，可使用多探针的方式测试样品温度分布，结合红外成像装置更可以直观明了的观察样品的温度分布情况。通过热源提供热量，利用测温仪检测温度变化和温度分布情况，实现对温度的实时检测和观察。该装置安装了简单的样品旋转台，可以方便更换样品，放置薄膜的样品槽两边装有铜导电夹，用作电加热温度测量，该装置的另一个功能是可以测试水蒸发散失量，对蒸发水淡化材料研究有很大的帮助。

为了实现上述的目的，本实用新型采取的技术方案是提供一种本发明的纳米材料热性能测测试装置，其中：该装置包括横向滑轨支架，示波器，纵向滑轨支架，调压旋钮，电子天平，固定底板，溶液样品槽，铜片夹，可旋转样品台，薄膜样品槽，粉体样品槽，非接触式红外测温仪，横向滑轨滑，滑轨支架，固定转轴，光源，直流稳压电源；还有包括高精度测温探头，探头运动轨道，探头固定底板，多通道数据采集模块形成的多点接触式测温装置。

所述纵向滑轨支架固定在固定底板上，横向滑轨支架和纵向滑轨支架交叉连接，在固定底板一侧设置有示波器和直流稳压电源，在固定底板上面设有电子天平和旋转样品台，在旋转样品台上面设有薄膜样品槽，溶液样品槽和粉体样品槽，在薄膜样品槽两侧边固定有铜片夹，横向滑轨和滑轨支架通过滑轨连接，非接触式红外测温仪固定在横向滑轨顶端连接，横向滑轨支架通过滑轨与纵向滑轨支架连接，横向滑轨支架另一侧固定有转轴，转轴连接光源；所述多点接触式测温装置的高精度测温探头装在探头运动轨道上，高精度测温探头的导线与多通道数据采集模块连接，多通道数据采集模块另一端与电脑连接，高精度测温探头、探头运动轨道以及探头固定底板放置在样品旋转台一侧。

本实用新型的效果是具有多重的使用功能，第一，可以实现双重的加热方式温度实时检测，包括电加热，光加热。第二，设置三种样品槽，可以测试溶液类，薄膜类，粉体类样品，并可以任意转换样品槽的位置。第三，兼顾接触式和非接触式实时测温方式，同时具有非接触式热成像功能，再加上接触式利用四个高精度测温探头，可以从数据和热成像两方面得到样品的温度分布。第四，安装高精度电子天平，能够测试由光照导致的水蒸发量，可以用作水淡化效率的评估研究。本装置综合以上所述，再加上本装置容易理解，简单易行，操作性强等优点，对温度检测的研究领域具有重要的实用意义。

附图说明

图1为本实用新型的多功能纳米材料热性能测试装置主体部分；

图2为本实用新型的多点接触式温度采集装置。

具体实施方式

结合附图对本实用新型的纳米材料热性能测试装置结构加以说明。

如图1、图2所示，本实用新型的纳米材料热性能测试装置结构是，包括横向滑轨支架1，示波器2，纵向滑轨支架3，电子天平5，固定底板6，溶液样品槽7,铜片夹8，薄膜样品槽10，粉体样品槽11，非接触式红外测温仪13，横向滑轨14，纵向滑轨支架15，固定转轴16，光源17，直流稳压电源18，图2多点接触式测温装置，包括高精度测温探头19，探头运动轨道20，探头固定底板21，多通道数据采集模块22。纵向滑轨支架3固定在固定底板6上，横向滑轨支架1和纵向滑轨支架3交叉连接，示波器2和可调直流稳压电源18放置在固定底板6一侧，电子天平5和旋转样品台9安装在固定底板6上面，薄膜样品槽10，溶液样品槽7和粉体样品槽11在旋转样品台上面，铜片夹8固定在薄膜样品槽10两侧边，非接触式红外测温仪13与横向滑杆顶端连接，固定转轴16和横向滑轨支架1连接另一侧与光源17固定。所述多点接触式测温装置的高精度测温探头19装在探头运动轨道20上，高精度测温探头19导线与多通道数据采集模块22连接，多通道数据采集模块22另一端与电脑连接。高精度测温探头19、探头运动轨道20 以及探头固定底板21放置在样品旋转台一侧。

所述的横向滑轨支架1能够在纵向滑轨支架3上滑动,所述的直流稳压电源18的电压能够通过旋钮4在0-100伏范围调节，导线接口12引出导线与铜片夹8连接，光源17为可调激光器或太阳光模拟器之一。所述的示波器2引出导电与光源17连接，非接触式红外测温仪13和高精度测温探头 19，测温范围-50～150℃，测量精度0.06℃；高精度测温探头19安装在探头运动轨道20上滑动。所述的可旋转样品台9通过与固定底板6连接的转轴能够360°旋转，可旋转样品台9上面设有不同溶液类、薄膜类、粉体类样品的样品槽。所述的固定转轴16的一端与光源17固定，另一端通过轴承与横向滑轨支架1连接，能够在360°范围内任意转动。

实施例一：

如图1、图2所示，所述的示波器2引出导线与光源17连接，通过控制电压来调节光源的功率。将制备的样品放置在溶液样品槽7或薄膜样品槽 10或者粉体样品槽11中，薄膜样品与铜片夹8完全不接触，光源照射到样品上，通过非接触式红外测温仪13或者高精度测温探头19实时探测样品的温度，以及样品不同点的温度同步测试，通过多通道采集模块22将温度数据导出。所述的光源17可通过横向滑轨支架1在纵向滑轨支架3滑动以及转轴16来调节高度和角度，示波器2可以调控光源的电压，使得光源的功率能够在0-2W的范围内迅速调节。可旋转样品台9可以360°旋转，通过旋转样品台使得样品槽与非接触式红外测温仪13垂直方向对齐，再结合非接触式红外测温仪13的热成像功能，可以直观的看到样品的温度分布，相关温度数据可以通过与计算机连接导出。或者是利用图2多点接触式测温仪，高精度测温探头19可以在探头运动轨道20滑动调节探头间距和位置，将高精度测温探头与样品同一或不同位置接触，检测样品的同一位置和不同位置的温度，测温范围-50～150℃，测量精度0.06℃。样品可以是任何溶液类，薄膜类，粉体类样品，样品台用绝热材料制造，不影响热性能的测试准确性。

实施例二：

图1和图2所示，通过与固定底板6的滑动导轨，将样品台9与高精度电子天平5的位置互换，使得光源正好对准天平5台上，所述的高精度电子天平5精度为0.001g，装满水的容器放置在高精度电子天平5上，将制备的样品，包括薄膜，气凝胶，粉体等不同设计的样品放置在容器中的水里面，打开光源照射样品，利用示波器2控制光源的开闭，通过电子天平5实时记录水的散失量，并与电脑连接导出数据。通过非接触式红外测温仪13实时探测样品或水体温度，利用非接触式红外测温仪13的热成像功能检测温度分布，相关温度数据可以通过与计算机连接导出。非接触式红外测温仪13 可以通过横向滑轨14在纵向滑轨支架15向下滑动，或者利用高精度测温探头19通过在探头运动轨道20滑动，将高精度测温探头与样品同一或不同位置接触，实时同步监测样品和水体不同点的温度，通过数据采集模块22将温度数据导出。

实施例三：

如图1和图2所示，所述的直流稳压电源18可以通过旋钮4调节电压，可在0-100伏范围调节，将导线从接口12引出与铜片夹8连接，将样品台旋转使得薄膜样品槽与非接触式红外测温仪13垂直方向对齐，将薄膜样品放置在薄膜样品槽10中，薄膜两端分别与铜片夹8紧密接触，打开电压源使得薄膜通电，由于焦耳效应薄膜产生热量，利用非接触式红外测温仪13 实时测试温度和温度分布。或者用高精度测温探头19，通过探头运动轨道 20上调节探头位置，将高精度测温探头与样品同一或不同位置接触，进行不同点的温度同步测试，通过采集模块22将温度数据导出。

本实用新型实现了电加热和光加热两种加热方式且可以进行温度测试，利用可调节的电源和光源，范围分别为0-100V和0-2W，多功能样品旋转台，非接触式和接触式多点温度探针，实现了光源多角度照射。所使用的多点接触式探头能够同时实时检测同一个样品的不同位置温度，研究样品的热分布情况。另外该装置还可以同步测试水淡化蒸发量和温度升降。通过数据采集模块可以将所测试的温度和水散失量数据导出。该装置结构简单，容易操作，兼具多重功能，实现精准热性能检测。需要指出，本实用新型还有一定的修改空间，凡是与本实用新型相似或者相关的改进，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种纳米材料热性能测试装置，其特征是：该装置包括横向滑轨支架(1)，示波器(2)，纵向滑轨支架(3)，调压旋钮(4)，电子天平(5)，固定底板(6)，溶液样品槽(7)，铜片夹(8)，可旋转样品台(9)，薄膜样品槽(10)，粉体样品槽(11)，非接触式红外测温仪(13)，横向滑轨(14)，滑轨支架(15)，固定转轴(16)，光源(17)，直流稳压电源(18)；还有包括高精度测温探头(19)，探头运动轨道(20)，探头固定底板(21)，多通道数据采集模块(22)形成的多点接触式测温装置；

所述纵向滑轨支架(3)固定在固定底板(6)上，横向滑轨支架(1)和纵向滑轨支架(3)交叉连接，在固定底板(6)一侧设置有示波器(2)和直流稳压电源(18)，在固定底板(6)上面设有电子天平(5)和旋转样品台(9)，在旋转样品台(9)上面设有薄膜样品槽(10)，溶液样品槽(7)和粉体样品槽(11)，在薄膜样品槽(10)两侧边固定有铜片夹(8)，横向滑轨(14)和滑轨支架(15)通过滑轨连接，非接触式红外测温仪(13)固定在横向滑轨(14)顶端连接，横向滑轨支架(1)通过滑轨与纵向滑轨支架(3)连接，横向滑轨支架(1)另一侧固定有转轴(16)，转轴(16)连接光源(17)；所述多点接触式测温装置的高精度测温探头(19)装在探头运动轨道(20)上，高精度测温探头(19)的导线与多通道数据采集模块(22)连接，多通道数据采集模块(22)另一端与电脑连接，高精度测温探头(19)、探头运动轨道(20)以及探头固定底板(21)放置在样品旋转台一侧。

2.根据权利要求1所述纳米材料热性能测试装置，其特征是：所述的横向滑轨支架(1)能够在纵向滑轨支架(3)上滑动。

3.根据权利要求1所述纳米材料热性能测试装置，其特征是：所述的直流稳压电源(18)的电压能够通过旋钮(4)在0-100伏范围调节，导线接口(12)引出导线与铜片夹(8)连接。

4.根据权利要求1所述纳米材料热性能测试装置，其特征是：所述的光源(17)为可调激光器或太阳光模拟器之一。

5.根据权利要求1所述纳米材料热性能测试装置，其特征是：所述的示波器(2)引出导电与光源(17)连接。

6.根据权利要求1所述纳米材料热性能测试装置，其特征是：所述的非接触式红外测温仪(13)和高精度测温探头(19)，测温范围-50～150℃，测量精度0.06℃；高精度测温探头(19)安装在探头运动轨道(20)上滑动。

7.根据权利要求1所述纳米材料热性能测试装置，其特征是：所述的可旋转样品台(9)通过与固定底板(6)连接的转轴能够360°旋转，可旋转样品台(9)上面设有不同溶液类、薄膜类、粉体类样品的样品槽。

8.根据权利要求1所述纳米材料热性能测试装置，其特征是：所述的固定转轴(16)的一端与光源(17)固定，另一端通过轴承与横向滑轨支架(1)连接，能够在360°范围内任意转动。