专利名称：在测量热导率过程中对温度进行调制的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置，具体地说是一种在测量导热体热导率过程中对温度进行调制的装置。
背景技术：
目前，有多种测量物体热导率的方法，如热波法、闪光法等。其中热波法的测量原理是当热量在样品中传播时，样品中各点的温度不象稳态法那样必须保持恒定，只要给出适当边界条件，可以做到样品上各点温度随时间作简谐变化，利用这种变化便可计算出样品材料的热导率。热波法一般用于测量良导热体的热导率。
采取适当方法，给出样品的边界条件，使样品上各点温度随时间作简谐变化，这样就可以测量出良导热体的热导率。目前，国内外的实验装置所采用的方法为1、规则导体的径向加敷绝热材料，确保热量沿着规则导体的轴线进行一维传播；2、在规则导体的一端套上加热器或加热线圈，对导体进行间歇加热，或者通过一道水冷环进行间歇加热。这两项措施，可以保证热量沿着导体的轴线进行一维传播，并且使导体轴向距离加热端一定距离以后的各点温度随时间作简谐变化。
上述两种措施理论上虽然可行，但在实际测量时却不太理想。它的缺点是1、水冷环中持续的流水将加热器产生的热量大部分带走，从而使沿轴向传播的热量过少，导致导体轴向简谐变化的温差幅度较小，影响对波峰的准确判断，测量结果的准确性差；2、作为教学实验仪器，教学演示的效果差。

发明内容
本发明的目的是提供一种能显著提高导热体中的温度调制幅度，提高热导率测量精度的在测量导热体热导率过程中对温度进行调制的装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种在测量热导率过程中对温度进行调制的装置，包括带有进水口和出水口的水冷环和加热器，所述水冷环套在加工成规则形状的导热体上，并靠近导热体的加热端；所述加热器套在导热体的加热端；其特征是它还包括控制单元和控制水流的电磁阀门，所述电磁阀门设在水冷环的进水口处；所述控制单元的一端与加热器相连接，另一端与电磁阀门相连接；控制单元用来协调加热器和电磁阀门的工作状态。
为使导热体中的温度变化成简谐波状态，有利于测量的精确度，所述水冷环套在距离导热体的加热端端点6～8厘米处。
在测量热导率过程中，对导热体的加热方式很重要，要求导热体升温快且热量不散失，所述加热器可采用内热式加热器。
控制单元是用来协调加热器和电磁阀门的工作状态的，它要求加热器间歇加热，并且在加热器加热时，电磁阀门关闭，阻断水流，减小流水带走热量；在加热器停止加热时，电磁阀门打开，接通水流，冷却水带走加热器的余热。为保证加热器和电磁阀门的协调工作，所述控制单元的核心是微处理器。
与现有技术相比，本发明采用了电磁阀门来控制水流，同时用以微处理器为核心的控制单元来协调加热器和电磁阀门的工作状态，在加热器加热时，电磁阀门关闭，阻断水流，减小流水带走热量；在加热器停止加热时，电磁阀门打开，接通水流，冷却水带走加热器的余热。它的优点是1、测量结果准确，实验数据显示在加热器功率为500W、一定的调制周期情况下，调制的温度幅度较原来的没有采用本发明的系统有显著提高，水冷环的另一侧，距水冷环4厘米处，温差幅度较原先提高3倍以上；2、可以用于教学演示，效果显著。
四

图1是本发明的示意图。
五具体实施例方式
一种本发明所述的在测量热导率过程中对温度进行调制的装置，首先将被测导热体6加工成规则圆柱形，在导热体6的加热端距离端点7厘米处套上一水冷环3，水冷环3带有进水口1和出水口2，经过进水口1的水流通过一个电磁阀门7流入水冷环3内，电磁阀门7与装置中的控制单元5相连接，并受控于控制单元5。在导热体6的加热端套上一个内热式加热器4，加热器4的型号是功率为500W、AC220V、50Hz，加热器4也与控制单元5相连接，它的间歇加热同样受控于控制单元5。为保证加热器4和电磁阀门7的协调工作，控制单元5的核心是微处理器。
在控制单元5的协调下，当加热器4加热时，电磁阀门7关闭，阻断水流，减小流水带走热量；在加热器4停止加热时，电磁阀门7打开，接通水流，冷却水带走加热器4的余热。实验数据显示采用本发明所述的在测量热导率过程中对温度进行调制的装置后，调制的温度幅度较原来没有采用本发明装置的有显著提高，水冷环的另一侧，距水冷环4厘米处，温差幅度较原先提高3倍以上；可以用于教学演示，在大学的实验教学中效果显著。
权利要求
1.一种在测量热导率过程中对温度进行调制的装置，包括带有进水口(1)和出水口(2)的水冷环(3)和加热器(4)，所述水冷环(3)套在加工成规则形状的导热体(6)上，并靠近导热体(6)的加热端；所述加热器(4)套在导热体(6)的加热端；其特征是它还包括控制单元(5)和控制水流的电磁阀门(7)，所述电磁阀门(7)设在水冷环(3)的进水口(1)处；所述控制单元(5)的一端与加热器(4)相连接，另一端与电磁阀门(7)相连接；控制单元(5)用来协调加热器(4)和电磁阀门(7)的工作状态。
2.根据权利要求1所述的在测量热导率过程中对温度进行调制的装置，其特征是所述水冷环(3)套在距离导热体(6)的加热端端点6～8厘米处。
3.根据权利要求1所述的在测量热导率过程中对温度进行调制的装置，其特征是所述加热器(4)是内热式加热器。
4.根据权利要求1所述的在测量热导率过程中对温度进行调制的装置，其特征是所述控制单元(5)的核心是微处理器。
全文摘要
本发明公开了一种在测量热导率过程中对温度进行调制的装置，它包括带有进水口和出水口的水冷环、加热器和用来协调加热器和电磁阀门工作状态的控制单元，水冷环套在加工成规则形状的导热体上，加热器套在导热体的加热端。与现有技术相比，本发明采用了电磁阀门控制水流，同时用以微处理器为核心的控制单元来协调加热器和电磁阀门的工作状态。测量结果准确，用于教学演示，效果显著。本发明所述的装置在测量良导热体的热导率过程中具有广泛的应用。
文档编号G01N25/18GK1529154SQ03158339
公开日2004年9月15日 申请日期2003年9月26日 优先权日2003年9月26日
发明者胡立群, 周惠君, 江洪建, 万春华, 张治平 申请人:南京大学