专利名称：一种用比较法测定炭素材料稳态热导率的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型测定设备，特别是用比较法测定炭素材料稳态热导率的设备
背景技术：
在电解铝行业中，使用到炭阳极，炭阴极，石墨阴极作为原料或耗材，电极的热导率大小影响电解过程的质量及效率，所以热导率是电解过程重要的物理量，炭电极或石墨电极生产企业检测其产品热导率参数用于改善生产工艺，铝生产企业也会检测热导率参数用于质量控制或改变电解参数。中国铝用炭素热导率测定的标准是YS/T 63. 3-2006《铝用炭素材料检测方法-第三部分-热导率的测定-比较法》，属于IS012587-2004的引入标准，用重复性和再现性表示检测结果的精度。以此标准为依据的设备生产厂商主要有瑞士 R&D Carbon公司，北京航测科技开发公司，湘潭华丰仪器制造有限公司等，目前存在重复性差，测试时间长，偏离于真实值过大等缺点，在现有技术中，尚没有一种按YS/T 63. 3-2006 标准生产的设备能够解决这种问题。本实用新型的目的是提供一种用比较法测定炭素材料稳态热导率的设备，以解决上述技术的不足。本实用新型能提高测温重复性，缩短测试时间，最大程度趋近于真实值的测定设备，且结构简单，可靠，成本低。本实用新型用比较法测定炭素材料稳态热导率的设备的技术方案如下本实用新型包括放样窗、气缸、恒温水箱，其特征是在所述的放样窗3 上部装有气缸20，放样窗装在恒温水箱7上部；放样窗是一端开口的壳体件，在放样窗中， 装有测温组件2。放样窗3的开口位于该设备的正面。所述的气缸20的一端位于安装板15上，安装板15用螺母16和螺栓19经隔热板 17、隔热套18安装在放样窗3顶部外表面。所述的测温组件2包括上部测头4和下部测头5，在下部测头5的圆柱面上包有下隔热环10，在上部测头4的圆柱面上包有上隔热环13。在恒温水箱7下面，装有集水盘8，所述的集水盘8的底部开有导流孔8-1。测温组件2包括上部测头4、下部测头5，检测试样21表面温度的上部测温元件12、下部测温元件11分别安装在上部测头4、下部测头5测头的孔内，所述的孔的内表面距离所述的测头的工作面的最小值为0.5-lmm。本实用新型优点是将现有技术外置式的测温组件更改为内嵌式的测温组件，测温组件2位于放样窗 3内，相对于外部环境为半封闭状态，形成了空气流动的”盲区”，当测试时有人走动时，所产生的空气紊流对测头的影响很小。经测试，当测定设备旁有人走动或有明显空气流动时， 设备测量值不会突然跳动，正常温度波动范围可控制在0. 05°C内，热导率值重复性可达到 0. 02，远远优于标准要求，提高了检测的重复性。但不建议做成全封闭式，因为上部测头是 60°C恒温加热，下部测头底部是20°C恒温水箱，热量是从高温端向低温端传导，在全封闭的空间里，上部测头会把空间里的空气加热，空气连接着下部测头，到一定时间，空气的温度会高于下部测头20°C恒温水箱的温度，被上部测头加热的空气的热量会流入下部测头，影响下测部头的实际测量值，增加了不可控因素。[0008]在空气温度和湿度较高的环境(如夏天)下，在设备内会在恒温水箱7表面会产生冷凝水珠，积聚过多会污染设备内部。对此，在恒温水箱7底部安装了集水盘8，集水盘底部开有导流孔8-1，将收集到的水排出设备外面，从而保护了设备内部的电器元件。现有技术如R&D设备的测温组件为整体铸造的，并直接连接到设备主体上，上部测头4的热量能通过与之相固定的器件传导到铸件上，并进一步传导到下测头5所接触的恒温水箱上，会造成整体设备发热，延长了热平衡及测量所需的时间。采用R&D设备测试时，需要30分钟。本实用新型在对有传热零件的地方进行了多级隔热处理，使用了隔热材料做成的器件，将上测头4的热量不通过试样21以外的方式传递，设备不会发热，测量时间能降低为10分钟，.减少了测试时间。检测试样21上下表面温度的温度测量元件12、11分别安装于测头4、5侧面的孔内，其安装位置非常接近测头端面，其位置尺寸趋近于机械加工的极限，可检测试样下部最接近真实值的温度值，且检测元件直径小于2mm，也尽大程度减小了其本身尺寸对热传导的影响，趋近于真实值措施。综上所述，本实用新型能提高测温重复性，缩短测试时间，最大程度趋近于真实值的测定设备，解决了现有技术的不足。本实用新型结构简单，可靠，成本低。

图1为本实用新型热导率测定设备的示意图。图2为图1中的放样窗3等件的放大正面视图(其余外部零件未示出)。图3为图2的立体图。图4为图2的右视图。图5为图4中的下部测温元件11和上部测温元件上12安放位置的放大图。图中代号说明1用比较法测定炭素材料稳态热导率的设备；2测温组件；3放样窗；4上部测头；5下部测头；6压盖；7恒温水箱；8集水盘；8-1导流孔；9上隔热环；10下隔热环；11下部测温元件；12上部测温元件；13上隔热环；14上测头体；15气缸安装板；16螺母；17隔热板；18隔热套；19螺钉；20气缸；21试样。
具体实施方式
如图1、2所示，图中示出放样窗3，放样窗3是一端开口的壳体件，在放样窗3中， 装有测温组件2 (包括上部测头4、下部测头幻。放样窗3装在恒温水箱7上。气缸20装在放样窗3的顶部，气缸20下端伸入到放样窗3中并与上部测头4连接，在上部测头4的下方，装有下部测头5。如图3，在所述的恒温水箱7下面，装有集水盘8，所述的集水盘8的底部开有导流孔 8-1。如图4，气缸20位于安装板15上，将安装板15用螺母16和螺栓19经夹在其中的隔热板17、隔热套18安装在放样窗3上。测温组件2包括上部测头4和下部测头5，在下部测头5的圆柱面上包有下隔热环10，在上部测头4的工作面上包有上隔热环13。在上部测头4的孔中装有上部测温元件12，在下部测头5的孔中装有下部测温元件11。如图5，在上、下测头4、5侧面的孔内，分别安装有上部测温元件12、下部测温元件 11，各孔的内表面距离测头的工作端面最近处均为0. 5mm。当使用时，将试样21安放在放样窗3内的下部测头5的工作面上，通过气缸20驱动，将上部测头4的工作面与试样21接触，经下部测温元件11和上部测温元件12测量，得出数据。
权利要求1.一种用比较法测定炭素材料稳态热导率的设备，包括放样窗、气缸、恒温水箱，其特征是在所述的放样窗C3)上部装有气缸(20)，放样窗C3)装在所述的恒温水箱(7)上 ’放样窗⑶是一端开口的壳体件，在放样窗⑶中，装有测温组件O)。
2.根据权利要求1所述的热导率的设备，其特征是所述的气缸00)—端位于安装板 (15)上，将所述的安装板(15)用螺母(16)和螺栓(19)经隔热板(17)、隔热套(18)安装在放样窗C3)顶部外表面上。
3.根据权利要求1所述的热导率的设备，其特征是所述的测温组件( 包括上部测头(4)和下部测头(5)，在下部测头(5)的圆柱面上包有下隔热环(10)，在上部测头(4)的圆柱面上包有上隔热环(13)。
4.根据权利要求1所述的热导率的设备，其特征是在所述的恒温水箱(7)下面，装有集水盘(8)，所述的集水盘(8)的底部开有导流孔(8-1)。
5.根据权利要求3所述的热导率的设备，其特征是在所述的上部测头的孔中装有上部测温元件(12)，在所述的下部测头(5)的孔中装有下部测温元件(11)，所述的各孔的内表面距离所述的上部测头G)、下部测头(5)的工作端面的最小值均为0.5-lmm。
专利摘要一种用比较法测定炭素材料稳态热导率的设备，其特征是在放样窗(3)上方装有气缸(20)，在所述的放样窗(3)下方装有恒温水箱(7)；在放样窗(3)中，装有测温组件(2)。在所述的恒温水箱(7)下面，装有集水盘(8)，所述的集水盘(8)的底部开有导流孔(8-1)。所述的气缸(20)位于安装板(15)上，用螺母(16)和螺栓(19)安装，经隔热板(17)、隔热套(18)将安装板(15)安装在放样窗(3)顶部外表面。本实用新型能提高测温重复性，缩短测试时间，最大程度趋近于真实值的测定设备，解决了现有技术的不足。其结构简单，可靠，成本低。
文档编号G01N25/20GK202024975SQ20112011903
公开日2011年11月2日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者冯绍杰, 彭文博, 陈洪, 韩超光 申请人:北京英斯派克科技有限公司