CN2553378Y - 真空玻璃热阻自动测量仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了属于热工测量装置的一种真空玻璃热阻自动测量仪。它是在样品一面放置制冷板，另一面放置热护板及测量块，其测量块放置在热护板中心的方孔内，与样品有良好的接触，PID控制定温测量，克服了背景技术中水温变化带来的影响，可以直接测出热导或平均热导，实现了真空玻璃热阻的定温测量、自动测量。仪器结构设计合理，实现小型化，成本低，可批量生产。测试数据可作为试验室和生产线上检验产品合格与否的指标，是目前本行业内测量真空玻璃热阻较为先进的仪器。
Description
技术领域
本实用新型属于物理量测量领域的热工测量装置，特别涉及真空玻璃隔热性能测量的一种真空玻璃热阻自动测量仪。
技术背景
真空玻璃是一种新型建筑部件。由于真空层的热阻率远远大于玻璃的横向热阻率，而真空层中支撑物又把真空层局部热短路，使其周围一个扩展区内的热阻率大为减小，因而真空玻璃热阻率不仅各向异性，而且在同一方向上也不均匀，所以一般各向同性材料的热阻率定义对它不适用。如何检测和标定真空玻璃的热传导特性就成为一个新的课题。悉尼大学制作出了一套真空玻璃局部热导的测量装置，采用了与一般的热防护板方法完全相同的测量原理，只是要尽可能缩小测量面积，这也就增加了难度。对真空玻璃来说，常常是指在尽可能远离支持物和封边的地方排除其影响，在尽可能小的面积上测出热导。对于已定型真空玻璃产品的支持物的平均热导为常数，所以局部热导能更准确地反映产品的真空度和镀膜质量等工艺问题，作为检验产品合格率的相对标准时，比平均热导要精确得多；悉尼大学测量装置中的加温和致冷部分是利用两个水温控制仪分别产生冷水和热水，测得T冷入和T冷出的平均值来代表冷板的温度T冷；同样，取T热入和T热出的平均值代表热护板的温度T热。显然，水温是不均匀的，T冷和T热都不等于样品表面的温度T低和T高，所以在实际测量中，还要根据样品热导值的范围由人工加上不同的修正量来得到T高-T低。例如，对于N-N真空玻璃，T高-T低等于水温差T热-T冷减1K；而对于K-N真空玻璃，就只要减0.6K，真空玻璃的热导是T平的三次方线性函数，T平＝[T高-T低]/2。不同的平均温度下测出的热导值可能相差很大，不具有直接可比性；实际的测量块和热护板是用环氧树脂粘到2mm的平板玻璃上来固定它们的相对位置的。其树脂厚度若相差0.1mm，那就会引起很大的测量误差，实际测量中也要靠人工来修正。其次是测量块与样品接触的表面为园形，与支持物矩阵的形状不匹配，不能直接测出平均热导，也不利于减小支持物的影响。最后，该装置不能直接找出T测＝T高的状态，因而不能自动读数。因此，该装置只适用于在实验室测量和研究局部热导，
发明内容
本实用新型目的是提供在设定的温度下，测量真空玻璃热导，实现自动数字显示；并且能用同一仪器既测量局部热导也测量平均热导的一种真空玻璃热阻自动测量仪，其特征在于：致冷单元1放在仪器的上部，半导体致冷器3填充在冷板4和散热器2的中间，周边则填充绝热物5，冷板4直接与真空玻璃样品9上平面接触，热护板12固定在真空玻璃样品9的下面，热敏电阻16置于热护板12中与样品9靠近，热护板12用硬铝或黄铜制成为园饼形，中心有一个放置测量块8的方坑15，热护板12设置两个电加热器，一个为空心圆形加热器10，放在热护板12的中间，与上下表面平行；另一个为圆筒形加热器11，放在热护板12的外围。冷板4和热护板12分别通过控温电路，恒温在设定的温度T低和T高。
所述测量块8中固定有电桥电路的热敏电阻器Rt6、和加热电阻R7置于热护板12的方坑15，并由绝热滑块14和弹簧片或螺旋簧13顶压在真空玻璃样品9的测量面上。
所述测量仪的电路原理图由电阻R1、R2、热敏电阻Rt216及热敏电阻Rt6组成电桥电路，在PID调节器的信号输入端接电桥的输出臂，输出端并接加热电阻R7，运算电路19和显示器20。
本实用新型的有益效果是：1.采用半导体制冷器作冷板降温设备及电加热器控制冷板和热护板的温度，均可以有效控制样品测量区周围为恒定温度，克服背景技术中水温变化所引起的测量误差，实现了真空玻璃热阻(或热导)的定温测量、自动测量。2.仪器结构设计合理、实现小型化，自动读数、数字显示，低成本及批量生产。3.用它测出的热导，可作为实验室或生产线上检验产品合格与否的指标。用它还可测出平均热阻(或热导)作为真空玻璃的隔热性能指标。
附图说明
图1为真空玻璃热阻自动测量仪的结构示意图；
图2为图1的测量电路原理简图。
具体实施方式
图1所示为真空玻璃热阻自动测量仪的结构示意图。实现在设定的温度下，测量真空玻璃热导，自动读数、数字显示；并且能用同一仪器既测量局部热导也测量平均热导的一种真空玻璃热阻自动测量仪，致冷单元1放在仪器的上部，半导体致冷器3填充在冷板4和散热器2的中间，周边则填充绝热物5，冷板4与真空玻璃样品9上平面接触，热护板12固定在真空玻璃样品9的下面，热敏电阻Rt216置于热护板12中与样品9靠近，热护板12用硬铝或黄铜制成，为园饼形，中心有一个放置测量块8的方坑15，该测量块8中固定有电桥电路的热敏电阻器Rt6、和加热电阻R7置于热护板12的方坑15中，并由绝热滑块14和弹簧片或螺旋簧13顶压在真空玻璃样品9的测量面上。热护板12设置两个电加热器，一个为空心圆形加热器11，放在热护板12的中间，与上下表面平行；另一个为圆筒形加热器11，放在热护板12的外围。
图2所示为测量仪的电路原理图，由电阻R1、R2、热敏电阻Rt216及热敏电阻Rt6组成电桥电路，在PID调节器的信号输入端接电桥17的输出端，输出端并接加热电阻R7，运算电路19和显示器20。
Claims (3)
1.一种真空玻璃热阻自动测量仪，其特征在于：致冷单元(1)放在仪器的上部，半导体致冷器(3)填充在冷板(4)和散热器(2)的中间，周边则填充绝热物(5)，冷板(4)直接与真空玻璃样品(9)上平面接触，热护板(12)固定在真空玻璃样品(9)的下面，热敏电阻(16)置于热护板(12)中与样品(9)靠近，热护板(12)用硬铝或黄铜制成为园饼形，中心有一个放置测量块(8)的方坑(15)，热护板(12)设置两个电加热器，一个为空心圆形加热器(10)，放在热护板(12)的中间，与上下表面平行；另一个为圆筒形加热器(11)，放在热护板(12)的外围。
2.根据权利要求1所述真空玻璃热阻自动测量仪，其特征在于：所述测量块(8)中固定有电桥电路的热敏电阻器Rt(6)、和加热电阻R(7)，置于热护板(12)的方坑(15)中，并由绝热滑块(14)和弹簧片或螺旋簧(13)顶压在真空玻璃样品(9)的测量面上。
3.根据权利要求1所述真空玻璃热阻自动测量仪，其特征在于：所述测量仪的电路原理图由电阻R1、R2、热敏电阻Rt2(16)及热敏电阻Rt(6)组成电桥电路，电桥的输出端接在PID调节器的信号输入端，PID调节器的输出端并接加热电阻R(7)，运算电路(19)和显示器(20)。
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