CN218211658U - 磁热温差测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁热温差测量装置，包括：测量杆、传动装置、绝热仓、测量仓、第一隔热层、导热腔、控温板、热电阻、半导体制冷板；测量杆右端设有样品仓，样品仓内设置有温度传感器，测量杆下方连接传动装置；绝热仓位于测量仓左侧，绝热仓左侧设置有第一导入孔，右侧设置有导出孔；第一隔热层设置在绝热仓、测量仓之间；控温板设置在导热腔外部，热电阻、半导体制冷板设置在控温板外部；测量仓左侧设置有第二导入孔；导热腔的前端穿设在第一导入孔的第一密封环上，后端穿过导出孔的第二密封环、第二导入孔伸入测量仓；测量仓内设有磁体。本实用新型解决了绝热条件下磁热材料的磁热温差无法直接测量问题。

Description

磁热温差测量装置

技术领域

本实用新型属于磁制冷技术领域，具体涉及一种磁热温差测量装置。

背景技术

室温磁制冷是一种固态制冷方式，相比传统蒸汽压缩式制冷技术，室温磁制冷是基于磁性材料的磁热效应来制冷，当磁性材料进入磁场后磁熵增大，磁性材料退出磁场后磁熵减小，具有绿色环保、高效等特点。磁热效应是一种变化磁场下磁性材料磁矩有序度发生变化而导致的热现象，在磁性材料被磁化时，磁矩有序度增加，磁熵减小、温度上升，向外界放出热量；退磁时，磁性材料磁矩有序度减少，磁熵增加，温度下降，自外界吸收热量。在绝热条件下，磁性材料与外界没有发生热量交换，在励磁和去磁的过程中，磁场对材料做功，使材料的内能改变，从而使材料本身的温度发生变化。

在计量磁性材料的磁热效应时，通常使用磁熵进行计算，无法通过直接测量的方法得到绝热条件下磁热材料进出磁场的磁热温度差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种磁热温差测量装置，解决了绝热条件下磁热材料的磁热温差无法直接测量问题。

为达到上述目的，本实用新型使用的技术解决方案是：

磁热温差测量装置，包括：测量杆、传动装置、绝热仓、测量仓、第一隔热层、导热腔、控温板、热电阻、半导体制冷板；测量杆右端设有样品仓，样品仓内设置有温度传感器，测量杆下方连接传动装置；绝热仓位于测量仓左侧，绝热仓左侧设置有第一导入孔，右侧设置有导出孔，第一导入孔上设置有第一密封环，导出孔上设置有第二密封环；第一隔热层设置在绝热仓、测量仓之间；控温板设置在导热腔外部，热电阻、半导体制冷板设置在控温板外部；测量仓左侧设置有第二导入孔，第二导入孔与导出孔位置相对；导热腔的前端穿设在第一密封环上，后端穿过第二密封环、第二导入孔伸入测量仓；测量仓内设有磁体，磁体的磁场空隙正对第二导入孔。

进一步，测量杆在右端设置有两个样品仓，两个样品室之间设置有第二隔热层，温度传感器通过导线连接温度显示记录装置；测量杆轴向设置有两个线孔，线孔分别连通两个样品仓，线孔的开口位于左端，导线穿设在线孔内；样品仓设置有压盖。

进一步，测量杆左端设置有卡套，传动装置包括：支座、转辊、电机、链条，转辊连接在支座顶部，链条安装在两个转辊上，其中一个转辊连接电机的转轴；卡套将链条与测量杆左端连接。

进一步，磁体利用磁体固定支架固定在测量仓内，磁体为筒装结构，磁场空隙设置在磁体中部，磁场空隙的形状为圆柱形；磁体包括永磁体和电磁体，永磁体和电磁体间隔排列，电磁体通过导线连接外部电源。

进一步，绝热仓、测量仓为密闭结构。

进一步，导热腔采用铜管，控温板采用铜板，控温板包裹在铜管外部；热电阻通过导线连接外部电源，半导体制冷板通过导线连接外部电源。

本实用新型技术效果包括：

本实用新型是针对现有磁制冷测试系统提出的，现有的磁制冷测试系统为间接测量，测试速度较慢，通过测量磁熵计算测试样品绝热温变；本实用新型便于直接测量测试样品绝热温差，提高了测量控温能力，使测量精度更加精确。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本实用新型中磁热温差测量装置的结构示意图；

图2是本实用新型中测量杆的结构示意图；

图3是本实用新型中测量杆的右端结构示意图；

图4是本实用新型中磁体的结构示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，是本实用新型中磁热温差测量装置的结构示意图。

磁热温差测量装置，包括：测量杆1、传动装置2、绝热仓3、测量仓4、第一隔热层5、导热腔6、控温板7、热电阻8、半导体制冷板9。

测量杆1右端设有样品仓11，测量杆1下方设有传动装置2；绝热仓3位于测量仓4左侧，绝热仓3左侧设置有第一导入孔，右侧设置有导出孔，第一导入孔上设置有第一密封环31，导出孔上设置有第二密封环32；第一隔热层5设置在绝热仓3、测量仓4之间；控温板7设置在导热腔6外部，热电阻8、半导体制冷板9设置在控温板7外部；测量仓4左侧设置有第二导入孔，第二导入孔与导出孔位置相对；导热腔6前端穿设在第一密封环31上，后端穿过第二密封环32、第二导入孔伸入测量仓4；测量仓内设有磁体41，磁体41的磁场空隙42正对第二导入孔。

如图2所示，是本实用新型中测量杆1的结构示意图；如图3所示，是本实用新型中测量杆1的右端结构示意图。

测量杆1在右端设置有两个样品仓11，两个样品室11之间设置有第二隔热层14，左端设置有卡套12，样品仓11内设置有温度传感器13，温度传感器13通过导线连接外部的温度显示记录装置。测量杆1轴向设置有两个线孔，线孔分别连接两个样品仓11，线孔的开口位于左端，导线穿设在线孔内；样品仓11设置有压盖，便于取放温度传感器13和测试样品。卡套12用于连接传动装置2。测量杆1采用低导热材料，两个样品仓11可以分别容纳两个测试样品。

当测试样品安装在样品仓11内后，在测试样品表面粘贴温度传感器13。

传动装置2包括：支座、转辊、电机、链条，转辊连接在支座顶部，链条安装在两个转辊上，其中一个转辊连接电机的转轴。卡套12将链条与测量杆1左端连接。

电机带动转辊正向或者反向旋转，转辊带动链条转动，链条带动测量杆1正向或者反向往复进出导热腔6，样品仓11往复进入磁体41的磁场空隙42。电机连接时间控制器开关，控制测量杆1前进及后退的位置。

绝热仓3、测量仓4为密闭结构，由不导磁材料制成，具有不导磁特性。第一隔热层5、第二隔热层14采用绝热材料。

导热腔6采用铜管，控温板7采用铜板，控温板7包裹在铜管外部；热电阻8通过导线连接外部电源；半导体制冷板9通过导线连接外部电源。控温板7用于传导热量，防止温度突变，热电阻8用于加热升温导热腔6内温度，半导体制冷板9用于降低导热腔6内温度。导热腔6内也可以设置温度传感器。

如图4所示，是本实用新型中磁体41的结构示意图。

磁体41利用磁体固定支架43固定在测量仓4内，磁体41为筒装结构，磁场空隙42设置在磁体41中部。磁场空隙42的形状为圆柱形。

磁体41为可变磁场，包括永磁体和电磁体，永磁体和电磁体间隔排列。

永磁体采用NdFeB磁体，电磁体采用液氦超导磁体，电磁体的线圈通过导线连接外部电源。

磁热温差测量方法，具体步骤如下：

步骤1：打开压盖，将两个测试样品分别放入样品仓11，在测试样品表面粘贴温度传感器13；温度传感器13通过导线连接外部的温度显示记录装置，热电阻8通过导线连接外部电源，半导体制冷板9通过导线连接外部电源；电磁体通过导线连接外部电源；

步骤2：通过调整电磁体的磁场强度，将磁体的磁场强度调整到设定值；导热腔6升温到设定温度区间的上限，传动装置2带动测量杆1的样品室11伸入导热腔6；测试样品加热到设定温度区间后，样品室11伸入磁体41的磁场空隙42，测试样品加磁后升温；传动装置2带动测量杆1的样品室11从磁场空隙42移出，进入导热腔6，测试样品失磁后降温；温度传感器13将测试样品在设定温度下加磁前后的温度值传送给温度显示记录装置；

步骤3：导热腔6按照设定0.5-3℃温度间隔改变温度，传动装置2再次带动测试样品进入磁场空隙42加磁，测试样品充磁后升温；传动装置2带动样品室11从磁场空隙42移出，进入导热腔6，测试样品失磁后降温；温度传感器13将测试样品改变温度后的加磁前后的温度值传送给温度显示记录装置。

导热腔6按照0.5-3℃温度间隔改变温度，测量范围-50℃到50℃。通过测量测试样品绝热调节下，不同温度、不同磁场强度的温度值，以及加磁前后的温度值，自动得到测试样品的磁热温差。

本实用新型所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种磁热温差测量装置，其特征在于，包括：测量杆、传动装置、绝热仓、测量仓、第一隔热层、导热腔、控温板、热电阻、半导体制冷板；测量杆右端设有样品仓，样品仓内设置有温度传感器，测量杆下方连接传动装置；绝热仓位于测量仓左侧，绝热仓左侧设置有第一导入孔，右侧设置有导出孔，第一导入孔上设置有第一密封环，导出孔上设置有第二密封环；第一隔热层设置在绝热仓、测量仓之间；控温板设置在导热腔外部，热电阻、半导体制冷板设置在控温板外部；测量仓左侧设置有第二导入孔，第二导入孔与导出孔位置相对；导热腔的前端穿设在第一密封环上，后端穿过第二密封环、第二导入孔伸入测量仓；测量仓内设有磁体，磁体的磁场空隙正对第二导入孔。

2.如权利要求1所述的磁热温差测量装置，其特征在于，测量杆在右端设置有两个样品仓，两个样品室之间设置有第二隔热层，温度传感器通过导线连接温度显示记录装置；测量杆轴向设置有两个线孔，线孔分别连通两个样品仓，线孔的开口位于左端，导线穿设在线孔内；样品仓设置有压盖。

3.如权利要求2所述的磁热温差测量装置，其特征在于，测量杆左端设置有卡套，传动装置包括：支座、转辊、电机、链条，转辊连接在支座顶部，链条安装在两个转辊上，其中一个转辊连接电机的转轴；卡套将链条与测量杆左端连接。

4.如权利要求1所述的磁热温差测量装置，其特征在于，磁体利用磁体固定支架固定在测量仓内，磁体为筒装结构，磁场空隙设置在磁体中部，磁场空隙的形状为圆柱形；磁体包括永磁体和电磁体，永磁体和电磁体间隔排列，电磁体通过导线连接外部电源。

5.如权利要求1所述的磁热温差测量装置，其特征在于，绝热仓、测量仓为密闭结构。

6.如权利要求1所述的磁热温差测量装置，其特征在于，导热腔采用铜管，控温板采用铜板，控温板包裹在铜管外部；热电阻通过导线连接外部电源，半导体制冷板通过导线连接外部电源。

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