一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圓管內(nèi)裝配技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于稀薄氣體外掠物體強(qiáng)制對(duì)流換熱的實(shí)際工況甚少，學(xué)者對(duì)其進(jìn)行基礎(chǔ)研究的熱情不高，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)手段也不完善，但隨著工業(yè)的蓬勃發(fā)展，為確保換熱設(shè)備的精確設(shè)計(jì)，稀薄氣體換熱特性的基礎(chǔ)研究變得舉足輕重，如大型真空環(huán)境模擬艙、真空管道磁懸浮列車等相繼建造，而低真空內(nèi)設(shè)備或儀器的精確熱設(shè)計(jì)，仍缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);火星作為人類準(zhǔn)備登陸的下一個(gè)星球，該現(xiàn)象尤其突出，因?yàn)榛鹦堑拇髿饷芏戎挥械厍虻?%，但又不像月球大氣那樣稀薄，對(duì)于火星登陸器熱管理仍缺乏精確的設(shè)計(jì)。
[0003]—般氣體稀薄效應(yīng)通過(guò)克努森數(shù)(Kn)來(lái)描述，其定義為分子之間的平均自由程(λ)與物體特征長(zhǎng)度(L)之比，克努森數(shù)(Kn)越大，氣體越稀薄。分子之間的平均自由程(λ)與氣體溫度、壓力有關(guān)，在溫度不變的情況下，可以減小氣體壓力來(lái)增加分子之間的平均自由程(λ)，從而使克努森數(shù)(Kn)增大，但這種方法會(huì)使實(shí)驗(yàn)投資成本加大，因?yàn)橐氆@得更大的克努森數(shù)(Kn)，就需要抽空能力更強(qiáng)的真空栗和相關(guān)壓力控制設(shè)備。而將物體特征長(zhǎng)度減小至微尺度時(shí)，也可相應(yīng)增加克努森數(shù)(Kn)，來(lái)描述氣體稀薄程度，進(jìn)而研究稀薄氣體換熱特性，同時(shí)降低實(shí)驗(yàn)的投資成本，但該方法的弊端是試驗(yàn)元件的裝配問(wèn)題，對(duì)于微尺度試驗(yàn)元件放入圓管內(nèi)部，存在四個(gè)重要的技術(shù)難點(diǎn):①試驗(yàn)元件要垂直放入圓管內(nèi)部;②試驗(yàn)元件兩端要繃緊，沒(méi)有松弛現(xiàn)象，對(duì)于微尺度試驗(yàn)元件來(lái)說(shuō)，在繃緊過(guò)程中，極容易拉斷；③試驗(yàn)元件放入真空?qǐng)A管內(nèi)的密封性能要保持良好，防止外部氣體漏入;④試驗(yàn)元件兩端要分別引出兩根導(dǎo)線。因此需要一種新的裝配結(jié)構(gòu)來(lái)克服上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，確保微尺度試驗(yàn)元件垂直放入真空?qǐng)A管內(nèi)，且兩端繃緊，沒(méi)有松弛現(xiàn)象，密封性能保持良好，便于不同試驗(yàn)元件的更換和拆卸，便于四線制方法測(cè)量，提高實(shí)驗(yàn)測(cè)量精度。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0006]—種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)相對(duì)的真空?qǐng)A管伸出端3，試驗(yàn)元件I通過(guò)真空?qǐng)A管伸出端3垂直設(shè)置在真空?qǐng)A管內(nèi)，試驗(yàn)元件I一端的端點(diǎn)a與電流引線8相連，該端的端點(diǎn)b與電壓引線9連接;試驗(yàn)元件I另一端的端點(diǎn)d與另一電流引線8相連，該端的端點(diǎn)c與另一電壓引線9連接;電流引線8、電壓引線9穿過(guò)細(xì)陶瓷管2內(nèi)并通過(guò)流動(dòng)膠固定，電流引線8、電壓引線9的端頭伸出細(xì)陶瓷管2，細(xì)陶瓷管2通過(guò)膠10固定在支撐細(xì)管7內(nèi)，細(xì)陶瓷管2的端頭伸出支撐細(xì)管7外，支撐細(xì)管7通過(guò)壓緊螺母4、密封墊5和推環(huán)6與真空?qǐng)A管伸出端3連接。
[0007]所述試驗(yàn)元件I為微米量級(jí)的鎢絲，具有高電阻溫度系數(shù)、電阻率和抗拉強(qiáng)度，SP作加熱元件，又作為測(cè)量元件和試驗(yàn)元件。
[0008]所述電流引線8為銅絲，直徑為0.5mm，用于提供電流加熱。
[0009]所述電壓引線9為康銅絲，直徑為0.05mm，用于測(cè)量試驗(yàn)元件I兩端b-c的電壓，減小軸向?qū)幔阌诰_測(cè)量。
[0010]所述真空?qǐng)A管伸出端3為有機(jī)玻璃，便于結(jié)構(gòu)的安裝和實(shí)驗(yàn)的觀察。
[0011]所述細(xì)陶瓷管2開(kāi)有兩個(gè)小孔，用于引出電流引線8和電壓引線9。
[0012]所述細(xì)陶瓷管2通過(guò)膠10固定在支撐細(xì)管7內(nèi)，具體流程是先用快速固定膠固定細(xì)陶瓷管2，再用環(huán)氧樹(shù)脂膠加固，最后用有機(jī)硅膠密封，達(dá)到固定和密封的兩重效果。
[0013]所述流動(dòng)膠為雙組份高透明環(huán)氧樹(shù)脂。
[0014]所述密封墊5為橡膠密封材料，通過(guò)旋擰壓緊螺母4，擠壓推環(huán)6，使密封墊5變形，達(dá)到支撐細(xì)管7和真空?qǐng)A管伸出端3之間的密封。
[0015]所述支撐細(xì)管7為銅管。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017]本發(fā)明裝配結(jié)構(gòu)可確保微尺度試驗(yàn)元件垂直放入真空?qǐng)A管內(nèi)，且兩端繃緊，沒(méi)有松弛現(xiàn)象，密封性能保持良好。試驗(yàn)元件和真空?qǐng)A管之間是相互獨(dú)立的，便于不同試驗(yàn)元件的更換和拆卸。試驗(yàn)元件兩端分別引出兩根導(dǎo)線，便于四線制方法測(cè)量，從而提高實(shí)驗(yàn)測(cè)量精度。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0020]參照?qǐng)D1，一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)相對(duì)的真空?qǐng)A管伸出端3，試驗(yàn)元件I通過(guò)真空?qǐng)A管伸出端3垂直設(shè)置在真空?qǐng)A管內(nèi)，試驗(yàn)元件I一端的端點(diǎn)a與電流引線8相連，該端的端點(diǎn)b與電壓引線9連接;試驗(yàn)元件I另一端的端點(diǎn)d與另一電流引線8相連，該端的端點(diǎn)c與另一電壓引線9連接;電流引線8、電壓引線9穿過(guò)細(xì)陶瓷管2內(nèi)并通過(guò)流動(dòng)膠固定，電流引線8、電壓引線9的端頭伸出細(xì)陶瓷管2，細(xì)陶瓷管2通過(guò)膠10固定在支撐細(xì)管7內(nèi)，細(xì)陶瓷管2的端頭伸出支撐細(xì)管7外，支撐細(xì)管7通過(guò)壓緊螺母4、密封墊5和推環(huán)6與真空?qǐng)A管伸出端3連接。
[0021]所述試驗(yàn)元件I為微米量級(jí)的鎢絲，具有高電阻溫度系數(shù)、電阻率和抗拉強(qiáng)度，SP作加熱元件，又作為測(cè)量元件和試驗(yàn)元件。
[0022]所述電流引線8為銅絲，直徑為0.5mm，用于提供電流加熱。
[0023]所述電壓引線9為康銅絲，直徑為0.05mm，用于測(cè)量試驗(yàn)元件I兩端b-c的電壓，減小軸向?qū)?，便于精確測(cè)量。
[0024]所述真空?qǐng)A管伸出端3為有機(jī)玻璃，便于結(jié)構(gòu)的安裝和實(shí)驗(yàn)的觀察。
[0025]所述細(xì)陶瓷管2開(kāi)有兩個(gè)小孔，用于引出電流引線8和電壓引線9。
[0026]所述細(xì)陶瓷管2通過(guò)膠10固定在支撐細(xì)管7內(nèi)，具體流程是先用快速固定膠固定細(xì)陶瓷管2，再用環(huán)氧樹(shù)脂膠加固，最后用有機(jī)硅膠密封，達(dá)到固定和密封的兩重效果，其快速固化膠的特點(diǎn)是固化快，但很脆，粘接不牢固；環(huán)氧樹(shù)脂膠的特點(diǎn)是粘結(jié)牢固，但固化時(shí)間很慢;有機(jī)硅膠的特點(diǎn)是固化后有一定的柔性，主要起真空密封作用。
[0027]所述流動(dòng)膠為雙組份高透明環(huán)氧樹(shù)脂，流動(dòng)性好。
[0028]所述密封墊5為橡膠密封材料，通過(guò)旋擰壓緊螺母4，擠壓推環(huán)6，使密封墊5變形，達(dá)到支撐細(xì)管7和真空?qǐng)A管伸出端3之間的密封。
[0029 ]所述支撐細(xì)管7為銅管，便于外徑和內(nèi)孔的加工。
[0030]本發(fā)明的工作原理是:在真空?qǐng)A管外面，先將電流引線8和電壓引線9穿過(guò)細(xì)陶瓷管2，并用流動(dòng)膠灌封，其中電流引線8來(lái)提供電流，電壓引線9用來(lái)測(cè)量試驗(yàn)元件I兩端b-c的電壓，流動(dòng)膠固化后，通過(guò)恒溫電烙鐵，將兩根電流引線8分別焊接于試驗(yàn)元件a端和d端，將兩根電壓引線9分別焊接于試驗(yàn)元件b端和c端，將試驗(yàn)元件I 一端的電流引線8、電壓引線9從真空?qǐng)A管伸出端3右側(cè)輕輕穿過(guò)左側(cè)，接著將細(xì)陶瓷管2放入支撐細(xì)管7中，同時(shí)支撐細(xì)管7套入真空?qǐng)A管伸出端3中，將密封墊5和推環(huán)6套入支撐細(xì)管7中，通過(guò)旋擰螺母4，擠壓推環(huán)6，使密封墊5變形，達(dá)到真空?qǐng)A管伸出端3與支撐細(xì)管7之間的真空密封;接著用膠10固定和密封真空?qǐng)A管右側(cè)的支撐細(xì)管7與細(xì)陶瓷管2，達(dá)到真空密封的效果。
[0031]本發(fā)明可確保微尺度試驗(yàn)元件I垂直放入真空?qǐng)A管內(nèi)，且兩端繃緊，沒(méi)有松弛現(xiàn)象，密封性能保持良好，且試驗(yàn)元件I和真空?qǐng)A管之間是相互獨(dú)立的，便于不同試驗(yàn)元件I的更換和拆卸，同時(shí)試驗(yàn)元件I兩端分別引出電流引線8和電壓引線9，便于四線制方法測(cè)量，從而提1?實(shí)驗(yàn)測(cè)量精度D
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)相對(duì)的真空?qǐng)A管伸出端(3)，其特征在于:試驗(yàn)元件(I)通過(guò)真空?qǐng)A管伸出端(3)垂直設(shè)置在真空?qǐng)A管內(nèi)，試驗(yàn)元件(I)一端的端點(diǎn)a與電流引線(8)相連，該端的端點(diǎn)b與電壓引線(9)連接;試驗(yàn)元件(I)另一端的端點(diǎn)d與另一電流引線(8)相連，該端的端點(diǎn)c與另一電壓引線(9)連接；電流引線(8)、電壓引線(9)穿過(guò)細(xì)陶瓷管(2)內(nèi)并通過(guò)流動(dòng)膠固定，電流引線(8)、電壓引線(9)的端頭伸出細(xì)陶瓷管(2)，細(xì)陶瓷管(2)通過(guò)膠(10)固定在支撐細(xì)管(7)內(nèi)，細(xì)陶瓷管(2)的端頭伸出支撐細(xì)管(7)外，支撐細(xì)管(7)通過(guò)壓緊螺母(4)、密封墊(5)和推環(huán)(6)與真空?qǐng)A管伸出端(3)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述試驗(yàn)元件(I)為微米量級(jí)的鎢絲，具有高電阻溫度系數(shù)、電阻率和抗拉強(qiáng)度，即作加熱元件，又作為測(cè)量元件和試驗(yàn)元件。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電流引線(8)為銅絲，直徑為0.5_，用于提供電流加熱。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓引線(9)為康銅絲，直徑為0.05mm，用于測(cè)量試驗(yàn)元件(I)兩端b-c的電壓，減小軸向?qū)?，便于精確測(cè)量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述真空?qǐng)A管伸出端(3)為有機(jī)玻璃，便于結(jié)構(gòu)的安裝和實(shí)驗(yàn)的觀察。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述細(xì)陶瓷管(2)開(kāi)有兩個(gè)小孔，用于引出電流引線(8)和電壓引線(9)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述細(xì)陶瓷管(2)通過(guò)膠(10)固定在支撐細(xì)管(7)內(nèi)，具體流程是先用快速固定膠固定細(xì)陶瓷管(2)，再用環(huán)氧樹(shù)脂膠加固，最后用有機(jī)硅膠密封，達(dá)到固定和密封的兩重效果。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述流動(dòng)膠為雙組份高透明環(huán)氧樹(shù)脂。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述密封墊(5)為橡膠密封材料，通過(guò)旋擰壓緊螺母(4)，擠壓推環(huán)(6)，使密封墊(5)變形，達(dá)到支撐細(xì)管(7)和真空?qǐng)A管伸出端(3)之間的密封。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述支撐細(xì)管(7)為銅管。
【專利摘要】一種在圓管內(nèi)安裝微小尺度試件的裝配結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)相對(duì)的真空?qǐng)A管伸出端，試驗(yàn)元件通過(guò)真空?qǐng)A管伸出端垂直設(shè)置在真空?qǐng)A管內(nèi)，試驗(yàn)元件兩端與電流引線、電壓引線連接，電流引線、電壓引線穿過(guò)細(xì)陶瓷管內(nèi)并通過(guò)流動(dòng)膠固定，細(xì)陶瓷管通過(guò)膠固定在支撐細(xì)管內(nèi)，支撐細(xì)管通過(guò)壓緊螺母、密封墊和推環(huán)與真空?qǐng)A管伸出端連接，本發(fā)明可確保微尺度試驗(yàn)元件垂直放入真空?qǐng)A管內(nèi)，且兩端繃緊，沒(méi)有松弛現(xiàn)象，密封性能保持良好，試驗(yàn)元件和真空?qǐng)A管之間是相互獨(dú)立的，便于不同試驗(yàn)元件的更換和拆卸,同時(shí)試驗(yàn)元件兩端分別引出電流引線和電壓引線，便于四線制方法測(cè)量，從而提高實(shí)驗(yàn)測(cè)量精度。
【IPC分類】G01N25/20, F16L5/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105548248
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510931930
【發(fā)明人】厲彥忠, 謝福壽, 王鑫寶, 朱康, 馬原
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月12日