專利名稱：一種相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，尤其是ー種應(yīng)用于材料耐久性循環(huán)實(shí)驗(yàn)的相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器。
背景技術(shù)：
相變材料是ー種在使用溫度時(shí)會(huì)發(fā)生液-氣、固-氣、固-液或者固-固相變的材料的總稱。相變材料因?yàn)槠鋬?yōu)異的熱物性能，在航空航天、軍事、建筑、服裝、太陽能領(lǐng)域越來越受到人們的重視。并不是所有的相變材料都能在實(shí)際應(yīng)用中使用，對(duì)相變材料的選擇要遵循一定的規(guī)律和要求,其中有一項(xiàng)就是耐久性。相變材料在發(fā)生相變時(shí)會(huì)發(fā)生體積變化,有些相變材料還會(huì)產(chǎn)生過冷和相分離現(xiàn)象。這些變化都會(huì)或多或少的影響相變材料的長期耐久性，尤其是對(duì)于復(fù)合定形相變材料更為突出。由于復(fù)合定形相變材料是將相變材料集成在某個(gè)容器或者殼層中，不斷的相變循環(huán)之后，因?yàn)轶w積變化產(chǎn)生的應(yīng)カ會(huì)對(duì)包裹層產(chǎn)生較大的影響。所以在相變材料投入實(shí)際應(yīng)用之前有必要對(duì)其進(jìn)行耐久性測試，對(duì)其多次凝固\熔化后的質(zhì)量、儲(chǔ)熱值、相變點(diǎn)等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行研究。傳統(tǒng)的方法是手動(dòng)將相變材料置于制冷容器中，待其完全凝固之后再將其放入烘箱中加熱熔化循環(huán)，完成ー個(gè)循環(huán)。這種方法實(shí)驗(yàn)時(shí)間長，實(shí)驗(yàn)偏差大，可重復(fù)性不好。中國專利CN102636512A介紹了ー種自動(dòng)化熱循環(huán)裝置，但是其采用循環(huán)冷熱液體的方式，循環(huán)速度較慢，且要使用水泵，閥門等裝置，實(shí)驗(yàn)速度較慢，傳熱液在不斷循環(huán)過程中也會(huì)產(chǎn)生損失，能效不尚。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供ー種能快速、簡單、節(jié)能地完成材料熱循環(huán)的實(shí)驗(yàn)的相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器。本發(fā)明的技術(shù)方案是ー種相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，包括同時(shí)帶有冷液槽與熱液槽的水槽，設(shè)置在冷液槽內(nèi)的第一分隔壁，設(shè)置在熱液槽內(nèi)的第二分隔壁，設(shè)置在水槽內(nèi)且與冷液槽、熱液槽相隔離的電機(jī)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第二樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)，設(shè)置在冷液槽內(nèi)的用于對(duì)冷液制冷的制冷裝置，設(shè)置在熱液槽內(nèi)的用于對(duì)熱液加熱的加熱裝置和實(shí)現(xiàn)儀器進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行的控制模塊；所述第一分隔壁與第二分隔壁上均開設(shè)有取樣窗ロ ；所述第一分隔壁上設(shè)有第一斜面；所述第二分隔壁上設(shè)有第二斜面。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，還包括設(shè)置在第一分隔壁內(nèi)且與第一分隔壁上的取樣窗ロ同軸的取樣抽屜和設(shè)置在第二分隔壁內(nèi)且與第二分隔壁上的取樣窗ロ同軸的取樣抽屜。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述第一樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)包括與電機(jī)相連的第一傳動(dòng)桿和通過第一彈簧與第一傳動(dòng)桿相連的第一樣品室；所述第一樣品室上設(shè)有與第一分隔壁上第一斜面相平行的第一樣品室斜面。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述第二樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)包括與電機(jī)相連的第二傳動(dòng)桿和通過第二彈簧與第二傳動(dòng)桿相連的第二樣品室；所述第二樣品室上設(shè)有與第二分隔壁上的第二斜面相平行的第二樣品室斜面。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述控制模塊包括設(shè)置在冷液槽內(nèi)的用來測量冷液槽內(nèi)液體溫度的第一溫度傳感器，設(shè)置在熱液槽內(nèi)的用來測量熱液槽內(nèi)液體溫度的第二溫度傳感器，設(shè)置在第一樣品室內(nèi)的用來測量第一樣品室內(nèi)樣品溫度的第三溫度傳感器，設(shè)置在第二樣品室內(nèi)的用來測量第二樣品室內(nèi)樣品溫度的第四溫度傳感器，同時(shí)與第一溫度傳感器、第二溫度傳感器相連的用來控制冷液槽內(nèi)的液體溫度與熱液槽內(nèi)的液體溫度的溫度控制器，同時(shí)與第三溫度傳感器、第四溫度傳感器、電機(jī)相連的用來控制第一樣品室內(nèi)的樣品溫度、第二樣品室內(nèi)的樣品溫度和電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的傳動(dòng)控制器和與傳動(dòng)控制器相連的用來記錄樣品相變次數(shù)與溫度并將記錄的信息輸出的記錄輸出裝置。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述制冷裝置包括設(shè)置在冷液槽內(nèi)的冷凝管和與冷凝管相連的壓縮機(jī)。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述加熱裝置包括設(shè)置在熱液槽內(nèi)的傳熱管和與傳熱管相連的加熱器。作為本發(fā)明的進(jìn)ー步改進(jìn)，所述記錄輸出裝置為計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)。本發(fā)明的有益效果是:1、本實(shí)驗(yàn)儀器可以在設(shè)定上下限溫度、循環(huán)次數(shù)的情況下，自動(dòng)快速的進(jìn)行熱循環(huán)，極大的提高實(shí)驗(yàn)效率。2、本實(shí)驗(yàn)儀器可以采集試樣溫度，記錄實(shí)驗(yàn)情況，并可最終輸出時(shí)間-溫度曲線。3、本實(shí)驗(yàn)儀器的實(shí)驗(yàn)溫度范圍為-60攝氏度到260攝氏度。4、本實(shí)驗(yàn)儀器能效、時(shí)效高，完成額定循環(huán)次數(shù)的能耗少、速度快。傳熱液溫度恒定、精確、可控。可輸出全程時(shí)間-溫度曲線。全程自動(dòng)監(jiān)控，自動(dòng)化程度高，改變以往熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)手工化、效率低、精度低、可重復(fù)性差的情況。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視示意圖。圖2是第一樣品室越過第一分隔壁時(shí)的俯視圖。圖3是圖2的A向視圖。圖4是取出第一樣品室樣品的操作俯視圖。圖5是圖4的B向視圖。其中:1、壓縮機(jī)，2、加熱器，3、冷液槽，4、熱液槽，5、冷凝管，6、傳熱管，7、電機(jī)，8、第一傳動(dòng)桿，9、第一樣品室,9-1、第一樣品室斜面，11、第一溫度傳感器，13、溫度控制器，14、傳動(dòng)控制器，15、記錄輸出裝置，16、第一彈簧，17、第一分隔壁，17-1、第一斜面，18、取樣抽屜，19、取樣窗ロ，20、水槽，21、第二分隔壁，22、第二傳動(dòng)桿，23、第二溫度傳感器，24、第
三溫度傳感器。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖1-附圖5對(duì)本發(fā)明進(jìn)ー步說明:本發(fā)明的相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，包括水槽20、第一分隔壁17、第二分隔壁21、第一樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)、第二樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)、制冷裝置、加熱裝置、電機(jī)7和控制模塊。如圖1所示。第一樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)包括第一傳動(dòng)桿8、第一彈簧16和第一樣品室9。第二樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)包括第二傳動(dòng)桿22，第二彈簧和第二樣品室。制冷裝置包括冷凝管5和壓縮機(jī)I。加熱裝置包括傳熱管6和加熱器2。控制模塊包括第一溫度傳感器11、第二溫度傳感器23、第三溫度傳感器24、第四溫度傳感器、溫度控制器13、傳動(dòng)控制器14和記錄輸出裝置15。本發(fā)明的一種相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器的具體結(jié)構(gòu)如下所述:一種相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器包括同時(shí)帶有冷液槽3與熱液槽4的水槽20,設(shè)置在冷液槽3內(nèi)的第一分隔壁17,設(shè)置在熱液槽4內(nèi)的第二分隔壁21,設(shè)置在水槽20內(nèi)且與冷液槽、熱液槽相隔離的電機(jī)7，由電機(jī)7驅(qū)動(dòng)的第一樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)，由電機(jī)7驅(qū)動(dòng)的第二樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)，設(shè)置在冷液槽3內(nèi)的用于對(duì)冷液制冷的制冷裝置，設(shè)置在熱液槽4內(nèi)的用于對(duì)熱液加熱的加熱裝置和實(shí)現(xiàn)儀器進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行的控制模塊；所述第一分隔壁17與第二分隔壁21上均開設(shè)有取樣窗ロ 19 ;所述第一分隔壁17上設(shè)有第一斜面17-1 ;所述第二分隔壁21上設(shè)有第二斜面。還包括設(shè)置在第一分隔壁17內(nèi)且與第一分隔壁17上的取樣窗ロ 19同軸的取樣抽屜18和設(shè)置在第二分隔壁21內(nèi)且與第二分隔壁21上的取樣窗ロ 19同軸的取樣抽屜18。如圖4、圖5所示。本發(fā)明所述的水槽20為ー個(gè)中空?qǐng)A柱槽并且從中間隔開，其內(nèi)壁包裹絕熱保溫材料。其電機(jī)7放置在中空的腔體內(nèi)。本發(fā)明的冷液槽3內(nèi)設(shè)有ー個(gè)樣品測試點(diǎn)和一個(gè)備用點(diǎn)；熱液槽4內(nèi)同樣設(shè)有一個(gè)樣品測試點(diǎn)和一個(gè)備用點(diǎn)；當(dāng)冷液槽3內(nèi)的第一樣品室9內(nèi)的樣品滿足進(jìn)入熱液槽4內(nèi)進(jìn)行加熱的條件時(shí):如果熱液槽4內(nèi)第二樣品室內(nèi)樣品也滿足進(jìn)入冷液槽3進(jìn)行制冷的條件時(shí)，此時(shí)電機(jī)7同時(shí)給第一傳動(dòng)桿8和第二傳動(dòng)桿22的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，使得第一樣品室9轉(zhuǎn)動(dòng)到熱液槽4的測試點(diǎn)的位置上，第二樣品室轉(zhuǎn)動(dòng)到冷液槽3內(nèi)的測試點(diǎn)的位置上:如果熱液槽4內(nèi)第二樣品室內(nèi)樣品不滿足進(jìn)入冷液槽3進(jìn)行制冷的條件吋，則電機(jī)7會(huì)給第一傳動(dòng)桿8 —個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，使得第一樣品室9轉(zhuǎn)動(dòng)到熱液槽4內(nèi)的備用點(diǎn)位置上，則此時(shí)第一樣品室9與第二樣品室都位于熱液槽4內(nèi)。也就是說，任何一個(gè)樣品室轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入另ー個(gè)液槽時(shí)，首先考慮測試點(diǎn)，測試點(diǎn)若有其他樣品室，則放置在備用點(diǎn)。如此重復(fù)實(shí)驗(yàn)。電機(jī)7的啟動(dòng)和停止由傳動(dòng)控制器14控制。傳動(dòng)控制器14在第一樣品室9與第二樣品室中的樣品溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值之后發(fā)出轉(zhuǎn)動(dòng)指令，電機(jī)7帶動(dòng)第一傳動(dòng)桿8或第二傳動(dòng)桿22轉(zhuǎn)動(dòng)，或者電機(jī)7帶動(dòng)第一傳動(dòng)桿8與第二傳動(dòng)桿22同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),第一樣品室9被第一傳動(dòng)桿8帶入熱液槽4 ;第二樣品室被第ニ傳動(dòng)桿22帶入冷液槽3。第一樣品室9中樣品溫度由第三溫度傳感器24測試并通過導(dǎo)線傳入傳動(dòng)控制器14，第二樣品室中樣品溫度由第四溫度傳感器測試并通過導(dǎo)線傳入傳動(dòng)控制器14。本發(fā)明所述的取樣抽屜18設(shè)計(jì)成長方體狀，有一個(gè)可供樣品室通過的缺ロ，實(shí)驗(yàn)時(shí)，取樣窗ロ放在分隔壁上。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，樣品室停在分隔壁的頂端，卡扣松開，樣品室可以由取樣抽屜取出。
制冷裝置包括設(shè)置在冷液槽3內(nèi)的冷凝管5和與冷凝管5相連的壓縮機(jī)I。加熱裝置包括設(shè)置在熱液槽4內(nèi)的傳熱管6和與傳熱管6相連的加熱器2。本發(fā)明中的冷液槽3中液體由冷凝管5對(duì)其進(jìn)行冷卻，其冷源為壓縮機(jī)I ;熱液槽4中液體由傳熱管6加熱，其熱源為加熱器2。壓縮機(jī)I和加熱器2由溫度控制器13控制啟動(dòng)或停止。溫度控制器13對(duì)比冷液槽3、熱液槽4中的液體溫度與預(yù)設(shè)值，當(dāng)冷液槽3中液體溫度高于預(yù)設(shè)值時(shí)壓縮機(jī)I制冷，當(dāng)熱液槽4中的液體溫度低于預(yù)設(shè)溫度時(shí)加熱器2加熱。溫度控制器13的溫度數(shù)據(jù)由第一溫度傳感器11與的第二溫度傳感器23測試并通過導(dǎo)線傳入。第一樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)包括與電機(jī)7相連的第一傳動(dòng)桿8和通過第一彈簧16與第一傳動(dòng)桿8相連的第一樣品室9 ;所述第一樣品室9上設(shè)有與第一分隔壁17上第一斜面17-1相平行的第一樣品室斜面9-1。第一樣品室9掛在第一傳動(dòng)桿8的頂端,第一傳動(dòng)桿8由電機(jī)7帶動(dòng),順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。第一樣品室9上的第一樣品室斜面9-1與第一分隔壁17上的第一斜面17-1相平行，在傳動(dòng)時(shí)，兩斜面接觸，橫向的傳動(dòng)カ產(chǎn)生抬升力，將第一樣品室9向上抬起。第一傳動(dòng)桿8與第一樣品室9之間有第一彈簧16鏈接。第一彈簧16通過ー個(gè)卡扣鏈接樣品室。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，卡扣卡緊，樣品被傳動(dòng)桿帶動(dòng)不斷循環(huán)實(shí)驗(yàn)。第一彈簧16的自由長度為當(dāng)?shù)谝粯悠肥?處在第一分隔壁17頂端時(shí)第一傳動(dòng)桿8至第一樣品室9頂端的距離。弾性模量達(dá)到以下要求:第一樣品室9中不放樣品時(shí)，第一彈簧16剛好可完全浸入冷液槽中的液體內(nèi)，放滿樣品時(shí)(取樣品質(zhì)量上限)樣品不接觸液槽底部為宜。第ー彈簧16浸沒在液體中時(shí)，第一彈簧16拉伸,經(jīng)過第一分隔壁17時(shí),第一樣品室9向上移動(dòng)，第一彈簧16收縮。如圖2、圖3所示。第二樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)包括與電機(jī)7相連的第二傳動(dòng)桿22和通過第二彈簧與第ニ傳動(dòng)桿22相連的第二樣品室；所述第二樣品室上設(shè)有與第二分隔壁21上的第二斜面相平行的第二樣品室斜面。第二樣品室掛在第二傳動(dòng)桿22的頂端，第二傳動(dòng)桿22由電機(jī)7帶動(dòng)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。第二樣品室上的第二樣品室斜面與第二分隔壁21上第二斜面相平行，在傳動(dòng)是，兩斜面接觸，橫向的傳動(dòng)カ產(chǎn)生抬升力，將第二樣品室向上抬起。第二傳動(dòng)桿22與第二樣品室之間有第二彈簧鏈接。第二彈簧通過ー個(gè)卡扣鏈接樣品室。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中，卡扣卡緊，樣品被傳動(dòng)桿帶動(dòng)不斷循環(huán)實(shí)驗(yàn)。第二彈簧的自由長度為當(dāng)?shù)诙悠肥姨幵诘诙指舯?1頂端時(shí)第二傳動(dòng)桿22至第二樣品室頂端的距離。弾性模量達(dá)到以下要求:第ニ樣品室中不放樣品時(shí)，第二彈簧剛好可完全浸入熱液槽中的液體內(nèi)，放滿樣品時(shí)(取樣品質(zhì)量上限)樣品不接觸液槽底部為宜。第二彈簧浸沒在液體中時(shí)，第二彈簧拉伸，經(jīng)過第二分隔壁21時(shí)，第二樣品室向上移動(dòng)，第二彈簧收縮。如圖3所示?？刂颇K包括設(shè)置在冷液槽3內(nèi)的用來測量冷液槽3內(nèi)液體溫度的第一溫度傳感器11，設(shè)置在熱液槽4內(nèi)的用來測量熱液槽4內(nèi)液體溫度的第二溫度傳感器23，設(shè)置在第一祥品室9內(nèi)的用來測量第一樣品室9內(nèi)樣品溫度的第三溫度傳感器24，設(shè)置在第二樣品室內(nèi)的用來測量第二樣品室內(nèi)樣品溫度的第四溫度傳感器，同時(shí)與第一溫度傳感器11、第ニ溫度傳感器23相連的用來控制冷液槽3內(nèi)的液體溫度與熱液槽4內(nèi)的液體溫度的溫度控制器13，同時(shí)與第三溫度傳感器24、第四溫度傳感器、電機(jī)相連的用來控制第一樣品室9內(nèi)的樣品溫度、第二樣品室內(nèi)的樣品溫度和電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的傳動(dòng)控制器14和與傳動(dòng)控制器14相連的用來記錄樣品相變次數(shù)與溫度并將記錄的信息輸出的記錄輸出裝置15。如圖1所示。本發(fā)明所述的記錄輸出裝置15為現(xiàn)有技術(shù)中的計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)，其具體的結(jié)構(gòu)本發(fā)明不做詳細(xì)的描述。記錄輸出裝置15記錄樣品相變次數(shù)和溫度變化曲線。實(shí)驗(yàn)前在記錄輸出裝置15上設(shè)定循環(huán)次數(shù)，在達(dá)到設(shè)定的次數(shù)后裝置蜂鳴提醒實(shí)驗(yàn)員并存儲(chǔ)結(jié)果。記錄輸出裝置與傳動(dòng)控制器由導(dǎo)線相連，記錄傳動(dòng)次數(shù)為相變次數(shù)和樣品溫度信息。本發(fā)明所述的壓縮機(jī)I和加熱器2也均為現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機(jī)和加熱器，其具體的結(jié)構(gòu)本發(fā)明也不做詳細(xì)的描述。本發(fā)明所述的第一溫度傳感器11、第二溫度傳感器23、第三溫度傳感器24和第四溫度傳感器均為現(xiàn)有技術(shù)中能測量液體溫度的熱電偶，其具體的結(jié)構(gòu)本發(fā)明也不做詳細(xì)的描述。本發(fā)明所述的溫度控制器13、傳動(dòng)控制器14為單片機(jī)或者將溫度控制器、傳動(dòng)控制器和記錄輸出器由一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)通過編程實(shí)施。本發(fā)明的工作過程如下所述:將樣品放入第一樣品室和第二樣品室，第一樣品室和第二樣品室放入取樣抽屜，通過取樣窗ロ 19分別放置在第一分隔壁與第二分隔壁上。分別在冷液槽與熱液槽中的加入液體。在溫度控制器13上設(shè)定冷液槽與熱液槽的溫度，冷液槽3的溫度低于相變材料的凝固點(diǎn)，熱液槽4高于相變材料的熔化點(diǎn)。在傳動(dòng)控制器14上設(shè)定傳動(dòng)溫度，以在熱液槽中時(shí)樣品溫度高于相變材料的熔化點(diǎn)低于熱液槽的溫度設(shè)定點(diǎn)為宜，在冷液槽中時(shí)樣品溫度低于相變材料的凝固點(diǎn)高于冷液槽的設(shè)定溫度為宜。在記錄輸出裝置15上設(shè)定循環(huán)次數(shù)。按下記錄輸出裝置上的開始。實(shí)驗(yàn)儀器開始熱循環(huán)過程。以下的過程為儀器自動(dòng)完成。溫度控制器13判斷第一溫度傳感器與第二溫度傳感器傳來的冷液槽與熱液槽中的液體溫度:若熱液槽中的液體溫度低于設(shè)定溫度則啟動(dòng)加熱器2加熱熱液槽中液體；若冷液槽中液體溫度高于設(shè)定溫度則啟動(dòng)壓縮機(jī)I制冷冷液槽中液體。直到熱液槽中液體溫度略高于設(shè)定溫度，冷液槽中液體溫度略低于設(shè)定溫度則加熱器和壓縮機(jī)停止工作。加熱與制冷系統(tǒng)相互獨(dú)立、互不影響。第一樣品室9浸泡在液體中被不斷加熱或冷卻，第一樣品室9中的樣品在達(dá)到相變點(diǎn)中發(fā)生相變。當(dāng)冷液槽3內(nèi)的第一樣品室9內(nèi)的樣品滿足進(jìn)入熱液槽4內(nèi)進(jìn)行加熱的條件時(shí):如果熱液槽4內(nèi)第二樣品室內(nèi)樣品也滿足進(jìn)入冷液槽3進(jìn)行制冷的條件吋，此時(shí)電機(jī)7同時(shí)給第一傳動(dòng)桿8和第二傳動(dòng)桿22的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，使得第一樣品室9轉(zhuǎn)動(dòng)到熱液槽4的測試點(diǎn)的位置上，第二樣品室轉(zhuǎn)動(dòng)到冷液槽3內(nèi)的測試點(diǎn)的位置上:如果熱液槽4內(nèi)第二樣品室內(nèi)樣品不滿足進(jìn)入冷液槽3進(jìn)行制冷的條件吋，則電機(jī)7會(huì)給第一傳動(dòng)桿8 ー個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，使得第一樣品室9轉(zhuǎn)動(dòng)到熱液槽4內(nèi)的備用點(diǎn)位置上，則此時(shí)第一樣品室9與第二樣品室都位于熱液槽4內(nèi)。也就是說，任何一個(gè)樣品室轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入另ー個(gè)液槽時(shí)，首先考慮測試點(diǎn)，測試點(diǎn)若有其他樣品室，則放置在備用點(diǎn)。如此重復(fù)實(shí)驗(yàn)。樣品的傳動(dòng)次數(shù)和溫度時(shí)間曲線被記錄輸出裝置全程實(shí)時(shí)記錄下來。如此循環(huán)往復(fù)直到達(dá)到實(shí)驗(yàn)設(shè)定次數(shù)，此時(shí)停止實(shí)驗(yàn)，第一傳動(dòng)桿將第一樣品室9停放在第一分隔壁17的頂端，卡扣松開，可在此時(shí)通過取樣抽屜18取出第一樣品室9,拿出樣品。第二傳動(dòng)桿22將第二樣品室停放在第二分隔壁21的頂端，卡扣松開，可在此時(shí)通過取樣抽屜18取出第二樣品室，拿出樣品。全程時(shí)間-溫度曲線存儲(chǔ)在記錄輸出裝置15中備用。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后可取出樣品做進(jìn)ー步測試，放出傳熱液體以備下一次實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)出時(shí)間-溫度曲線做分析。實(shí)施例:膨脹石墨/蒙脫土 /石蠟插層復(fù)合相變材料的熱耐久性實(shí)驗(yàn)已通過差示量熱掃描儀測得材料的相變范圍為27-29攝氏度，潛熱值為160kJ/kg,由熱常數(shù)分析儀測的導(dǎo)熱系數(shù)為1.6W/mk。在溫度控制器上設(shè)定熱液槽溫度50攝氏度，冷液槽溫度5攝氏度；在傳動(dòng)控制器14上設(shè)置熱液槽4傳動(dòng)溫度為40攝氏度，冷液槽3傳動(dòng)溫度10攝氏度，在記錄輸出裝置15設(shè)置相變次數(shù)為500次。取樣品20g，每個(gè)樣品室中放IOg,將第一樣品室9和第二樣品室分別放入各自的取樣抽屜18,并放置在第一分隔壁17和第二分隔壁21上。從進(jìn)液ロ向冷液槽3、熱液槽4中加入適量的傳熱液體——水。按下記錄輸出裝置上的開始按鈕，儀器開始工作。到達(dá)設(shè)定循環(huán)次數(shù)后，蜂鳴器報(bào)警，機(jī)器加熱模塊停止工作，傳動(dòng)控制器14控制第一傳動(dòng)桿8與第二傳動(dòng)桿22將第一樣品室9與第二樣品室分別放置在各自的取樣位置的第一分隔壁17與第二分隔壁21上。從取樣窗ロ 19抽出取樣抽屜18,分別拿出第一樣品室9與第二樣品室中的樣品,放入指定樣品袋,放出傳熱液體保存好備下次實(shí)驗(yàn)使用，導(dǎo)出時(shí)間-溫度曲線。在此實(shí)例中，完成一次循環(huán)大概需要5分鐘，完成500次循環(huán)大約需要42小時(shí)，兩天不到可完成實(shí)驗(yàn)，省吋。實(shí)驗(yàn)過程不需要人工看管，儀器自動(dòng)完成，省力。實(shí)驗(yàn)中傳熱液不需要移動(dòng)，熱量不損失，節(jié)省能源。儀器溫度控制、次數(shù)計(jì)算精準(zhǔn)，且可輸出時(shí)間-溫度曲線，實(shí)驗(yàn)精確、可重復(fù)性高。以上說明僅用于說明本發(fā)明，各部件的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式都是可以改變的，任何本專業(yè)內(nèi)的人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上進(jìn)行的變換和改進(jìn)，均不排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

權(quán)利要求
1.一種相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，其特征在干:包括同時(shí)帶有冷液槽(3)與熱液槽(4)的水槽(20)，設(shè)置在冷液槽(3)內(nèi)的第一分隔壁(17)，設(shè)置在熱液槽(4)內(nèi)的第二分隔壁(21)，設(shè)置在水槽(20)內(nèi)且與冷液槽、熱液槽相隔離的電機(jī)(7)，由電機(jī)(7)驅(qū)動(dòng)的第一樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)，由電機(jī)(X)驅(qū)動(dòng)的第二樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)，設(shè)置在冷液槽(3)內(nèi)的用于對(duì)冷液制冷的制冷裝置，設(shè)置在熱液槽(4)內(nèi)的用于對(duì)熱液加熱的加熱裝置和實(shí)現(xiàn)儀器進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行的控制模塊；所述第一分隔壁(17)與第二分隔壁(21)上均開設(shè)有取樣窗ロ(19);所述第一分隔壁(17)上設(shè)有第一斜面(17-1);所述第二分隔壁(21)上設(shè)有第二斜面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，其特征在于:還包括設(shè)置在第一分隔壁(17)內(nèi)且與第一分隔壁(17)上的取樣窗ロ(19)同軸的取樣抽屜(18)和設(shè)置在第二分隔壁(21)內(nèi)且與第二分隔壁(21)上的取樣窗ロ(19)同軸的取樣抽屜(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，其特征在于:所述第一樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)包括與電機(jī)(X)相連的第一傳動(dòng)桿(8)和通過第一彈簧(16)與第一傳動(dòng)桿(8)相連的第一樣品室(9);所述第一樣品室(9)上設(shè)有與第一分隔壁(17)上第一斜面(17-1)相平行的第一樣品室斜面(9-1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，其特征在于:所述第二樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)包括與電機(jī)(7)相連的第二傳動(dòng)桿(22)和通過第二彈簧與第二傳動(dòng)桿(22)相連的第二樣品室；所述第二樣品室上設(shè)有與第二分隔壁(21)上的第二斜面相平行的第二樣品室斜面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，其特征在于:所述控制模塊包括設(shè)置在冷液槽(3)內(nèi)的用來測量冷液槽(3)內(nèi)液體溫度的第一溫度傳感器(11)，設(shè)置在熱液槽(4)內(nèi)的用來測量熱液槽(4)內(nèi)液體溫度的第二溫度傳感器(23)，設(shè)置在第一樣品室(9)內(nèi)的用來測量第一樣品室(9)內(nèi)樣品溫度的第三溫度傳感器(24)，設(shè)置在第二樣品室內(nèi)的用來測量第二樣品室內(nèi)樣品溫度的第四溫度傳感器，同時(shí)與第一溫度傳感器(11)、第二溫度傳感器(23)相連的用來控制冷液槽(3)內(nèi)的液體溫度與熱液槽(4)內(nèi)的液體溫度的溫度控制器(13)，同時(shí)與第三溫度傳感器(24)、第四溫度傳感器、電機(jī)相連的用來控制第一樣品室(9)內(nèi)的樣品溫度、第二樣品室內(nèi)的樣品溫度和電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的傳動(dòng)控制器(14)和與傳動(dòng)控制器(14)相連的用來記錄樣品相變次數(shù)與溫度并將記錄的信息輸出的記錄輸出裝置(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，其特征在于:所述制冷裝置包括設(shè)置在冷液槽⑶內(nèi)的冷凝管(5)和與冷凝管(5)相連的壓縮機(jī)(I)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，其特征在于:所述加熱裝置包括設(shè)置在熱液槽(4)內(nèi)的傳熱管(6)和與傳熱管(6)相連的加熱器(2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，其特征在于:所述記錄輸出裝置(15)為計(jì)算機(jī)或微處理機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種相變材料快速自動(dòng)化熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)儀器，包括同時(shí)帶有冷液槽與熱液槽的水槽，設(shè)置在冷液槽內(nèi)的第一分隔壁，設(shè)置在熱液槽內(nèi)的第二分隔壁，設(shè)置在水槽內(nèi)且與冷液槽、熱液槽相隔離的電機(jī)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第二樣品牽引裝載機(jī)構(gòu)，設(shè)置在冷液槽內(nèi)的用于對(duì)冷液制冷的制冷裝置，設(shè)置在熱液槽內(nèi)的用于對(duì)熱液加熱的加熱裝置和實(shí)現(xiàn)儀器進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)行的控制模塊。優(yōu)點(diǎn)本實(shí)驗(yàn)儀器能效、時(shí)效高，完成額定循環(huán)次數(shù)的能耗少、速度快。傳熱液溫度恒定、精確、可控。全程自動(dòng)監(jiān)控，自動(dòng)化程度高，改變以往熱循環(huán)實(shí)驗(yàn)手工化、效率低、精度低、可重復(fù)性差的情況。
文檔編號(hào)G01N25/02GK103091350SQ20131001185
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者李敏, 劉建鵬, 吳智深, 陳美榮, 陳錦祥 申請(qǐng)人:東南大學(xué)