专利名称：一种纳米低温保护剂导热系数测量的可视化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纳米低温保护剂导热系数测量的可视化装置，具体是在玻璃
化过程中不采用加热的方法对导热系数进行测量，并可对玻璃化过程进行实时观察。
背景技术：
目前，随着纳米科技的发展，纳米材料的应用范围也越来越广泛。尤其是纳米流体 的概念提出以后，其在传热、传质领域中的研究逐渐兴起，观测纳米流体的玻璃化过程人们 发现，纳米微粒在冻结过程中起到了加速冷却的作用，强化了流体在内部的传热，提高了传 热系数。玻璃保存是提高生物体存活率的一种有效的保存方法，对于提高传热系数的定量 研究和分析是玻璃化过程的主要技术指标之一。目前测量流体的导热系数的有效方式主要 是热线法，但是在玻璃化过程中热线的加热会导致热线周围的玻璃体发生相变，形成两相 区，增加了测量误差。由于玻璃化过程中的不确定因素较多，一直都没有一个统一的标准来 测量玻璃化过程中的热物性参数，所以目前能够测量玻璃化过程导热系数的装置比较少， 尤其是采用纳米低温保护剂导热系数测量的可视化装置，目前未见相关报道。

实用新型内容本实用新型公开了一种纳米低温保护剂导热系数测量的可视化装置，其目的在于
克服目前测量流体的导热系数采用热线法所导致的测量误差，针对加热过程中玻璃态的液
化，冻结过程中由温度梯度导致的玻璃化过程的不均匀性等问题，设计一种纳米低温保护
剂导热系数测量的可视化装置。该装置结构简单、密封性好、操作和观察舒适。 —种纳米低温保护剂导热系数测量的可视化装置，包括双层真空玻璃管，其特征
在于冷源铜块和热源铜块各有一面开有圆环形凹槽，二者对称放置在双层真空玻璃管的
两侧，双层真空玻璃管两端连接密封垫圈，分别嵌入圆环形凹槽内，冷源铜块内置螺旋形冷
源通道，冷源铜块的侧壁开有冷源进口和冷源出口，热源铜块内置螺旋形热源通道，热源铜
块的侧壁开有恒温水进口和恒温水出口，所述的双层真空玻璃管靠近热源铜块一端放置石
蜡，靠近冷源铜块一端放置待测的纳米低温保护剂，贴片式热电偶一根放在待测的纳米低
温保护剂和冷源铜块之间，第二根放在石蜡和待测的纳米低温保护剂之间，第三根放在石
蜡和热源铜块之间，用以确定石蜡两个表面和待侧样品两个表面之间的温差，从而得到待
测的纳米低温保护剂玻璃化过程中导热系数的变化情况。 所述石蜡的长度可根据冷源铜块和热源铜之间的温差确定。 所述双层真空玻璃管即可起到绝热作用，又可以作为视窗，对待测的纳米低温保 护剂的玻璃化过程进行观察。 本实用新型的有益效果在于该装置有温度恒定的高低温两部分组成，温度根据 需要自由调节，以使冷却速率在低温过程中得到精确控制。测试段结构简单、有效操作空间 大、密封效果好、操作观察舒适，能准确测量待测的纳米低温保护剂的导热系数。
图1本实用新型整体结构主视图； 图2本实用新型整体结构俯视图； 图3是图2沿A-A的剖视图； 图4是图1沿B-B的剖视图。 1 、恒温水进口 ， 2、热源铜块，3、恒温水出口 ， 5、双层真空玻璃管，6、冷源出口 ， 7、冷 源铜块，8、冷源进口，9、待测的纳米低温保护剂，10、石蜡，11、圆环形凹槽，12、螺旋形热源 通道，13、螺旋形冷源通道、14、贴片式热电偶，15、密封垫圈。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。 —种纳米低温保护剂导热系数测量的可视化装置，如图1、图2、图3、图4所示包 括双层真空玻璃管5，冷源铜块7和热源铜块2各有一面开有圆环形凹槽11， 二者对称放置 在双层真空玻璃管5的两侧，双层真空玻璃管5两端连接密封垫圈15，分别嵌入圆环形凹 槽11内，冷源铜块7内置螺旋形冷源通道13，如图4所示。冷源铜块的侧壁开有冷源进口 8和冷源出口 6，热源铜块2内置螺旋形热源通道12，热源铜块2的侧壁开有恒温水进口 1 和恒温水出口 3，所述的双层真空玻璃管5靠近热源铜块2 —端放置石蜡10，靠近冷源铜块 7 —端放置待测的纳米低温保护剂9，贴片式热电偶14， 一根放在待测的纳米低温保护剂9 和冷源铜块7之间，第二根放在石蜡10和待测的纳米低温保护剂9之间，第三根放在石蜡 10和热源铜块2之间，用以确定石蜡两个表面和待侧样品两个表面之间的温差，从而得到 样品玻璃化过程中导热系数的变化情况。 测试时，将待测的纳米低温保护剂放置在双层真空玻璃管5靠近冷源铜块7 —侧， 将双层真空玻璃管5密封，液氮容器中的液氮在压力作用下由冷源进口 8进入螺旋形冷源 通道13，使冷源铜块7温度降至-150°C (温度可以通过贴片式热电偶14标定)，换热后的 冷源经冷源出口6排出来，恒温水域的温水(37°C)通过泵循环由恒温水进口 l进入螺旋形 热源通道12，使热源铜块2的温度升至30°C (温度可以通过贴片式热电偶14标定)，换热 后的温水经恒温水出口 3回到恒温水浴箱。由于热源铜块2和冷源铜块7的温度是由流经 螺旋形热源通道12和螺旋形冷源通道13的流体控制的，所以可以通过改变流体的流量来 控制铜块的温度，以达到不同的降温速率。 双层真空玻璃管5内的石蜡10长度可变范围为10 15毫米，热源铜块2和冷源 铜块7之间的温差可变范围10 18(TC，冷却速度可以精确控制，且在1 500°C /分钟内调节。
权利要求一种纳米低温保护剂导热系数测量的可视化装置，其特征在于冷源铜块和热源铜块各有一面开有圆环形凹槽，二者对称放置在双层真空玻璃管的两侧，双层真空玻璃管两端连接密封垫圈，分别嵌入圆环形凹槽内，冷源铜块内置螺旋形冷源通道，冷源铜块的侧壁开有冷源进口和冷源出口，热源铜块内置螺旋形热源通道，热源铜块的侧壁开有恒温水进口和恒温水出口，所述的双层真空玻璃管靠近热源铜块一端放置石蜡，靠近冷源铜块一端放置待测的纳米低温保护剂，贴片式热电偶，一根放在待测的纳米低温保护剂和冷源铜块之间，第二根放在石蜡和待测的纳米低温保护剂之间，第三根放在石蜡和热源铜块之间。
专利摘要一种纳米低温保护剂导热系数测量的可视化装置，其特征在于冷源铜块和热源铜块各有一面开有圆环形凹槽，二者对称放置在双层真空玻璃管的两侧，双层真空玻璃管两端连接密封垫圈，分别嵌入圆环形凹槽内，冷源铜块内置螺旋形冷源通道，冷源铜块的侧壁开有冷源进口和冷源出口，热源铜块内置螺旋形热源通道，热源铜块的侧壁开有恒温水进口和恒温水出口，所述的双层真空玻璃管靠近热源铜块一端放置石蜡，靠近冷源铜块一端放置待测的纳米低温保护剂，贴片式热电偶，一根放在待测的纳米低温保护剂和冷源铜块之间，第二根放在石蜡和待测的纳米低温保护剂之间，第三根放在石蜡和热源铜块之间。本实用新型结构简单、密封效果好、可视化操作、测量结果精确。
文档编号G01N25/18GK201464398SQ20092007138
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者刘宝林, 戎森杰, 蔡宇琳, 郝保同 申请人:上海理工大学