專利名稱：真空玻璃熱阻自動(dòng)測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于物理量測(cè)量領(lǐng)域的熱工測(cè)量裝置，特別涉及真空玻璃隔熱性能測(cè)量的一種真空玻璃熱阻自動(dòng)測(cè)量?jī)x。
技術(shù)背景真空玻璃是一種新型建筑部件。由于真空層的熱阻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于玻璃的橫向熱阻率，而真空層中支撐物又把真空層局部熱短路，使其周圍一個(gè)擴(kuò)展區(qū)內(nèi)的熱阻率大為減小，因而真空玻璃熱阻率不僅各向異性，而且在同一方向上也不均勻，所以一般各向同性材料的熱阻率定義對(duì)它不適用。如何檢測(cè)和標(biāo)定真空玻璃的熱傳導(dǎo)特性就成為一個(gè)新的課題。悉尼大學(xué)制作出了一套真空玻璃局部熱導(dǎo)的測(cè)量裝置，采用了與一般的熱防護(hù)板方法完全相同的測(cè)量原理，只是要盡可能縮小測(cè)量面積，這也就增加了難度。對(duì)真空玻璃來說，常常是指在盡可能遠(yuǎn)離支持物和封邊的地方排除其影響，在盡可能小的面積上測(cè)出熱導(dǎo)。對(duì)于已定型真空玻璃產(chǎn)品的支持物的平均熱導(dǎo)為常數(shù)，所以局部熱導(dǎo)能更準(zhǔn)確地反映產(chǎn)品的真空度和鍍膜質(zhì)量等工藝問題，作為檢驗(yàn)產(chǎn)品合格率的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，比平均熱導(dǎo)要精確得多；悉尼大學(xué)測(cè)量裝置中的加溫和致冷部分是利用兩個(gè)水溫控制儀分別產(chǎn)生冷水和熱水，測(cè)得T冷入和T冷出的平均值來代表冷板的溫度T冷；同樣，取T熱入和T熱出的平均值代表熱護(hù)板的溫度T熱。顯然，水溫是不均勻的，T冷和T熱都不等于樣品表面的溫度T低和T高，所以在實(shí)際測(cè)量中，還要根據(jù)樣品熱導(dǎo)值的范圍由人工加上不同的修正量來得到T高-T低。例如，對(duì)于N-N真空玻璃，T高-T低等于水溫差T熱-T冷減1K；而對(duì)于K-N真空玻璃，就只要減0.6K，真空玻璃的熱導(dǎo)是T平的三次方線性函數(shù)，T平＝[T高-T低]/2。不同的平均溫度下測(cè)出的熱導(dǎo)值可能相差很大，不具有直接可比性；實(shí)際的測(cè)量塊和熱護(hù)板是用環(huán)氧樹脂粘到2mm的平板玻璃上來固定它們的相對(duì)位置的。其樹脂厚度若相差0.1mm，那就會(huì)引起很大的測(cè)量誤差，實(shí)際測(cè)量中也要靠人工來修正。其次是測(cè)量塊與樣品接觸的表面為園形，與支持物矩陣的形狀不匹配，不能直接測(cè)出平均熱導(dǎo)，也不利于減小支持物的影響。最后，該裝置不能直接找出T測(cè)＝T高的狀態(tài)，因而不能自動(dòng)讀數(shù)。因此，該裝置只適用于在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量和研究局部熱導(dǎo)，發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是提供在設(shè)定的溫度下，測(cè)量真空玻璃熱導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)字顯示；并且能用同一儀器既測(cè)量局部熱導(dǎo)也測(cè)量平均熱導(dǎo)的一種真空玻璃熱阻自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于致冷單元1放在儀器的上部，半導(dǎo)體致冷器3填充在冷板4和散熱器2的中間，周邊則填充絕熱物5，冷板4直接與真空玻璃樣品9上平面接觸，熱護(hù)板12固定在真空玻璃樣品9的下面，熱敏電阻16置于熱護(hù)板12中與樣品9靠近，熱護(hù)板12用硬鋁或黃銅制成為園餅形，中心有一個(gè)放置測(cè)量塊8的方坑15，熱護(hù)板12設(shè)置兩個(gè)電加熱器，一個(gè)為空心圓形加熱器10，放在熱護(hù)板12的中間，與上下表面平行；另一個(gè)為圓筒形加熱器11，放在熱護(hù)板12的外圍。冷板4和熱護(hù)板12分別通過控溫電路，恒溫在設(shè)定的溫度T低和T高。
所述測(cè)量塊8中固定有電橋電路的熱敏電阻器Rt6、和加熱電阻R7置于熱護(hù)板12的方坑15，并由絕熱滑塊14和彈簧片或螺旋簧13頂壓在真空玻璃樣品9的測(cè)量面上。
所述測(cè)量?jī)x的電路原理圖由電阻R1、R2、熱敏電阻Rt216及熱敏電阻Rt6組成電橋電路，在PID調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸入端接電橋的輸出臂，輸出端并接加熱電阻R7，運(yùn)算電路19和顯示器20。
本實(shí)用新型的有益效果是1.采用半導(dǎo)體制冷器作冷板降溫設(shè)備及電加熱器控制冷板和熱護(hù)板的溫度，均可以有效控制樣品測(cè)量區(qū)周圍為恒定溫度，克服背景技術(shù)中水溫變化所引起的測(cè)量誤差，實(shí)現(xiàn)了真空玻璃熱阻(或熱導(dǎo))的定溫測(cè)量、自動(dòng)測(cè)量。2.儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、實(shí)現(xiàn)小型化，自動(dòng)讀數(shù)、數(shù)字顯示，低成本及批量生產(chǎn)。3.用它測(cè)出的熱導(dǎo)，可作為實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)線上檢驗(yàn)產(chǎn)品合格與否的指標(biāo)。用它還可測(cè)出平均熱阻(或熱導(dǎo))作為真空玻璃的隔熱性能指標(biāo)。


圖1為真空玻璃熱阻自動(dòng)測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的測(cè)量電路原理簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
圖1所示為真空玻璃熱阻自動(dòng)測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)現(xiàn)在設(shè)定的溫度下，測(cè)量真空玻璃熱導(dǎo)，自動(dòng)讀數(shù)、數(shù)字顯示；并且能用同一儀器既測(cè)量局部熱導(dǎo)也測(cè)量平均熱導(dǎo)的一種真空玻璃熱阻自動(dòng)測(cè)量?jī)x，致冷單元1放在儀器的上部，半導(dǎo)體致冷器3填充在冷板4和散熱器2的中間，周邊則填充絕熱物5，冷板4與真空玻璃樣品9上平面接觸，熱護(hù)板12固定在真空玻璃樣品9的下面，熱敏電阻Rt216置于熱護(hù)板12中與樣品9靠近，熱護(hù)板12用硬鋁或黃銅制成，為園餅形，中心有一個(gè)放置測(cè)量塊8的方坑15，該測(cè)量塊8中固定有電橋電路的熱敏電阻器Rt6、和加熱電阻R7置于熱護(hù)板12的方坑15中，并由絕熱滑塊14和彈簧片或螺旋簧13頂壓在真空玻璃樣品9的測(cè)量面上。熱護(hù)板12設(shè)置兩個(gè)電加熱器，一個(gè)為空心圓形加熱器11，放在熱護(hù)板12的中間，與上下表面平行；另一個(gè)為圓筒形加熱器11，放在熱護(hù)板12的外圍。
圖2所示為測(cè)量?jī)x的電路原理圖，由電阻R1、R2、熱敏電阻Rt216及熱敏電阻Rt6組成電橋電路，在PID調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸入端接電橋17的輸出端，輸出端并接加熱電阻R7，運(yùn)算電路19和顯示器20。
權(quán)利要求1.一種真空玻璃熱阻自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于致冷單元(1)放在儀器的上部，半導(dǎo)體致冷器(3)填充在冷板(4)和散熱器(2)的中間，周邊則填充絕熱物(5)，冷板(4)直接與真空玻璃樣品(9)上平面接觸，熱護(hù)板(12)固定在真空玻璃樣品(9)的下面，熱敏電阻(16)置于熱護(hù)板(12)中與樣品(9)靠近，熱護(hù)板(12)用硬鋁或黃銅制成為園餅形，中心有一個(gè)放置測(cè)量塊(8)的方坑(15)，熱護(hù)板(12)設(shè)置兩個(gè)電加熱器，一個(gè)為空心圓形加熱器(10)，放在熱護(hù)板(12)的中間，與上下表面平行；另一個(gè)為圓筒形加熱器(11)，放在熱護(hù)板(12)的外圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空玻璃熱阻自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于所述測(cè)量塊(8)中固定有電橋電路的熱敏電阻器Rt(6)、和加熱電阻R(7)，置于熱護(hù)板(12)的方坑(15)中，并由絕熱滑塊(14)和彈簧片或螺旋簧(13)頂壓在真空玻璃樣品(9)的測(cè)量面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述真空玻璃熱阻自動(dòng)測(cè)量?jī)x，其特征在于所述測(cè)量?jī)x的電路原理圖由電阻R1、R2、熱敏電阻Rt2(16)及熱敏電阻Rt(6)組成電橋電路，電橋的輸出端接在PID調(diào)節(jié)器的信號(hào)輸入端，PID調(diào)節(jié)器的輸出端并接加熱電阻R(7)，運(yùn)算電路(19)和顯示器(20)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了屬于熱工測(cè)量裝置的一種真空玻璃熱阻自動(dòng)測(cè)量?jī)x。它是在樣品一面放置制冷板，另一面放置熱護(hù)板及測(cè)量塊，其測(cè)量塊放置在熱護(hù)板中心的方孔內(nèi)，與樣品有良好的接觸，PID控制定溫測(cè)量，克服了背景技術(shù)中水溫變化帶來的影響，可以直接測(cè)出熱導(dǎo)或平均熱導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了真空玻璃熱阻的定溫測(cè)量、自動(dòng)測(cè)量。儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)小型化，成本低，可批量生產(chǎn)。測(cè)試數(shù)據(jù)可作為試驗(yàn)室和生產(chǎn)線上檢驗(yàn)產(chǎn)品合格與否的指標(biāo)，是目前本行業(yè)內(nèi)測(cè)量真空玻璃熱阻較為先進(jìn)的儀器。
文檔編號(hào)G01N25/18GK2553378SQ0224324
公開日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2002年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月22日
發(fā)明者林福亨, 陶如玉 申請(qǐng)人:林福亨, 陶如玉