隔热测试机的制作方法

1.本发明涉及一种隔热测试机。


背景技术：

2.导热系数是表征物质导热能力的重要指标，是衡量材料热物理性能的重要参数。导热系数的测量方法主要可分为稳态法和非稳态法，其中稳态法是指试件内的温度分布是不随时间变化的稳态温度场，当工件达到热平衡后，借助测量工件单位面积的热流速率和温度梯度，就可以直接测定试件的导热系数。材料稳态导热系数所用热流法的原理是当热板和冷板在恒定温度和恒定温差的稳定状态下，通过热流计装置在热流计中心测量区域和试件中心区域建立一个单向稳定热流密度，该热流穿过热流计的测量区域及试件的中间区域，实现对导热系数的测定。
3.授权公告号为cn207571063u的中国专利公开了一种高温传热性能测定仪，包括箱体和设置在箱体上的支撑柱，支撑柱顶部设置顶板，压力传感器设置在顶板上，压力传感器下侧设置冷却板，冷却板下侧设置加热板，待测工件用于放在冷却板与加热板之间，加热板的四周通过保温层进行保温。箱体内设置有驱动装置，驱动装置能够带动加热板上升或下降，使加热板与冷却板夹紧待测工件，压力传感器能够监测待测工件受到的载荷，模拟实际的使用工况。这种测定仪在使用过程中，需先对热装置加热升温达到稳定温度，加热装置升温速率较慢，且加热装置升温过程中热损耗较大。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种隔热测试机，用于解决目前的隔热测试机热损耗较大的技术问题。
5.本发明的隔热测试机采用如下技术方案：隔热测试机包括：机架；压力传感器，用于测量待测工件受到的压力；加热装置和冷却装置，均配置在机架上，至少一个移动配置在机架上，加热装置与冷却装置相对布置，以夹紧待测工件；驱动装置，用于使加热装置和冷却装置中的至少一个移动，对待测工件施加压力；所述加热装置包括：外壳；加热测试板，至少一部分处于外壳内，具有用于与待测工件接触向待测工件传热量的工件传热面；加热件，设置在外壳内，用于对加热测试板加热；保温块，至少一部分设置在外壳内，加热测试板与保温块围成加热腔，加热件的至少一部分处于加热腔中使加热腔升温；
保温板，用于盖住加热测试板并使加热测试板处于保温块与保温板之间；保温板活动配置在外壳上，以在加热测试板达到预设的温度后能够通过活动保温板使加热测试板的工件传热面露出用于与待测工件导热接触。
6.有益效果：本发明的隔热测试机中，保温块和加热测试板围成加热腔，加热件的至少一部分处于加热腔中使加热腔升温，为加热测试板提供稳定的热量，通过保温板能够盖住加热测试板使加热测试板快较快升温，待升温完成后，通过活动保温板能够使加热测试板的工件传热面露出，用于与待测工件导热接触对待测工件进行加热，相比目前的测试机，本发明隔热测试机能够采用预先加热的方式，避免将待测工件预先压装好后冷却装置对加热测试板的影响，提高加热效率同时减少热损失。
7.进一步的，所述保温板与外壳滑动配合，通过移开保温板能够使加热测试板的工作传热面露出。保温板与外壳滑动配合，操作较为方便，并且结构较为简单。
8.进一步的，外壳上设置有插槽或者外壳与保温块围成有插槽，所述保温板插装在插槽中。插装结构操作更方便。
9.进一步的，所述外壳包括壳体和固定在壳体上的折板，所述折板与壳体围成所述插槽。便于外壳的加工。
10.进一步的，所述插槽设置至少两个，其中至少两个插槽分别用于与保温板的相对两边导向滑动配合。
11.进一步的，所述加热测试板上设置有连接柱，连接柱穿过保温块和外壳，连接柱包括伸出外壳的螺纹段，螺纹段上设置有紧固螺母，紧固螺母拧紧后抵在外壳上，使保温块夹紧在外壳与加热测试板之间。使保温块、加热测试板固定较为稳固。
12.进一步的，所述加热装置与冷却装置上下布置，加热装置在上侧，所述驱动装置对冷却装置施加向上的作用力使冷却装置向上移动，所述压力传感器设置在外壳上侧，所述压力传感器与外壳之间设置有传感器隔热件，传感器隔热件与外壳上下间隔设置，加热装置通过螺纹段与传感器隔热件固定。传感器隔热件与外壳上下间隔，减少外壳向传感器隔热件的热量传递，提高隔热效果。
13.进一步的，螺纹段通过上端端面与传感器隔热件接触，所述螺纹段上设有轴向延伸的螺纹孔，传感器隔热件上设有连接螺钉，连接螺钉穿过传感器隔热件后拧入螺纹孔内，实现螺纹段与传感器隔热件的固定。螺纹段通过端面与传感器隔热件接触，接触面积较小，进一步减小热量传递。
14.进一步的，所述加热装置与冷却装置上下布置，加热装置在上侧，所述驱动装置对冷却装置施加向上的作用力使冷却装置向上移动。测试前将工件置于下方的冷却装置上，工作人员放置工件过程中不需要佩戴热防护装置，方便于测试过程中工件的放置。
15.进一步的，所述压力传感器设置在外壳上侧，所述压力传感器与外壳之间设置有传感器隔热件，传感器隔热件与外壳上下间隔设置，在压力传感器与加热装置的外壳之间设置传感器隔热件可减少外壳向压力传感器的热量传递，减少热量对压力传感器测试的影响。
16.进一步的，所述加热测试板至少部分嵌入保温块中。能够通过保温块更好的对加热测试板进行保温。
附图说明
17.图1是本发明一种隔热测试机具体实施例1中的结构示意图；图2是本发明一种隔热测试机具体实施例1中的主视图；图3是本发明一种隔热测试机具体实施例1中加热装置的爆炸图；图4是本发明一种隔热测试机具体实施例1中的加热装置的另一个爆炸图；图5是本发明一种隔热测试机具体实施例1中加热装置的内部结构示意图；图6是本发明一种隔热测试机具体实施例1中加热装置的另一个结构示意图；图7是本发明一种隔热测试机具体实施例1中保温块的结构示意图；图8是本发明一种隔热测试机具体实施例2中的爆炸图；图9是本发明一种隔热测试机具体实施例3中加热装置与加热装置连接板的结构示意图；图10是本发明一种隔热测试机具体实施例4中的爆炸图；图中：1、机架；11、支撑台；12、支撑柱；13、顶板；14、箱体；2、压力传感器；3、加热装置；31、外壳；311、插槽；312、壳体；313、折板；32、加热件；33、保温块；331、加热件安装孔；332、连接柱安装孔；333、保温块凹槽；34、加热测试板；35、保温板；36、连接柱；361、螺纹段；37、紧固螺母；38、连接螺钉；4、冷却装置；41、冷却测试板；42、水冷器；421、水冷壳；422、水冷面板；5、传感器隔热水冷板；6、活塞杆；7、测长器；8、仪器平台；9、加热装置连接板。
具体实施方式
18.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
19.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
21.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
22.本发明一种隔热测试机具体实施例1：如图1至图4所示，隔热测试机包括机架1、压力传感器2、加热装置3、冷却装置4、驱动装置。压力传感器2用于测量待测工件受到的压力，加热装置3和冷却装置4均配置在机架1上，冷却装置4移动配置在机架1上，加热装置3与冷却装置4相对布置以夹紧待测工件。驱动装置用于驱动冷却装置4移动，对待测工件施加压力。
23.加热装置3与冷却装置4上下布置，加热装置3在上侧，驱动装置对冷却装置4施加向上的作用力使冷却装置4向上移动，压力传感器2设置在加热装置3的上侧，压力传感器2与加热装置3之间设置有传感器隔热件。本实施例中，传感器隔热件为传感器隔热水冷板5，传感器隔热水冷板5外接循环水冷装置。
24.机架1包括箱体15、处于箱体15上侧的支撑台11、固定在支撑台11上的支撑柱12，支撑柱12的顶部设置有顶板13，压力传感器2设置在顶板13上。驱动装置设置在箱体15内，本实施例中，驱动装置为伸缩驱动缸，伸缩驱动缸的活塞杆6伸出箱体15并穿过支撑台11能够推动冷却装置4向上移动。支撑柱12上上下导向滑动装配有仪器平台8，冷却装置4设置在仪器平台8上，伸缩驱动缸通过驱动仪器平台使冷却装置4向上移动。支撑台11上设有测量待测工件厚度的测长器7。
25.冷却装置4包括冷却测试板41和水冷器42，冷却测试板41固定在水冷器42的上侧。冷却测试板41的上表面为用于待测工件接触的冷板测试面。冷却装置4包括检测来自冷板的热的冷板热传感器，本实施例中，冷板热传感器也采用热电偶，冷板热传感嵌入冷却测试板41中并延伸至冷板测试面。由于冷却装置4处于待测工件下侧，这样可以预先将待测工件放置在冷却装置4的冷却测试板41上，便于放置待测工件，提高测定效率。冷却测试板41上嵌装有热流计。在一些试验条件下并不需要热流计，此时可以使用不带热流计的冷却测试板41。本实施例中，热流计的信号线安装有快接插头，便于拆卸掉带有热流计的冷却测试板41。
26.水冷器42包括水冷壳421和固定在水冷壳421顶部的水冷面板422，水冷壳421为开口向上的槽状结构，水冷面板422封住水冷壳421的开口，围成封闭的水冷腔。
27.如图3至图6所示，加热装置3包括外壳31、设置在外壳31内的加热件32、设置在外壳31内的保温块33、加热测试板34、保温板35，加热测试板34嵌入保温块33内，与保温块33围成加热腔，加热件32中部处于加热腔内。加热测试板34的下表面裸露，形成用于与待测工件接触向待测工件传热量的工件传热面。
28.加热测试板34上设置有连接柱36，连接柱36穿过保温块33和外壳31。如图7所示，保温块33上设置有保温块凹槽333，加热测试板34嵌装在保温块凹槽333内，保温块凹槽333内设置有对加热测试板34定位的定位台阶，保温块33上还设有加热件安装孔331和连接柱安装孔332，加热件安装孔331和连接柱安装孔332均为通孔。加热件32的两端安装在加热件安装孔331内。其他实施例中，加热件可以一端固定在加热件安装孔内，另一端伸入加热腔内。其他实施例中，加热件也可以全部处于加热腔内，此时需要在加热腔内设置固定卡箍将加热件固定。
29.连接柱36包括螺纹段361，连接柱36穿过连接柱安装孔332后，螺纹段361伸出外壳31，螺纹段361上设置有紧固螺母37，紧固螺母37拧紧后抵在外壳31的外侧，使保温块33夹紧在外壳31与加热测试板34之间，实现保温块33、加热测试板34和外壳31的固定连接。螺纹段361上设置有轴向延伸的螺纹孔，传感器隔热水冷板5上设有连接螺钉孔，传感器隔热水冷板5通过穿过连接螺钉孔的连接螺钉38与螺纹段361固定连接，连接螺钉38拧入螺纹段361上的螺纹孔内。
30.加热装置3还包括监测向加热测试板34辐射的热的热板热传感器，本实施例中，热板热传感器采用热电偶，热电偶嵌入加热测试板34内并延伸至工件传热面。本实施例中，加热件32为硅碳棒，加热温度可以达到1000℃。本实施例中，保温块33为莫来石，保温板35为耐高温毡板。
31.保温板35用于盖住加热测试板34裸露的一侧，以使加热测试板34快速升温。保温板35活动配置在外壳31上，在加热测试板34达到预设的温度后，通过活动保温板35能够使
加热测试板34的工件传热面露出，进而能够与待测工件导热接触。
32.本实施例中，外壳31具有开口向下的外壳槽，保温块33设置在外壳槽内。外壳槽槽口处设置有插槽311，保温板35插装在插槽311内并与插槽311导向滑动配合。外壳31包括壳体312和固定在壳体312上的折板313，折板313与壳体312围成所述插槽311。本实施例中，折板313为l形，包括横板和竖板，竖板固定在壳体的侧壁上，横板水平延伸用于拖住保温板。折板313设置两个，对应的插槽311设置两个，两个插槽311分别用于与保温板35的相对两边导向滑动配合。插槽311的一端供保温板35插入，另一端设置有对保温板35挡止的挡板，防止保温板35滑过。其他实施例中，插槽也可以由壳体的折板与保温块围成。
33.本实施例中，加热测试板34嵌入保温块33中，加热测试板34的底面与保温块33的底面平齐。其他实施例中，加热测试板的底面也可以向下凸出保温块，其他实施例中，加热测试板也可以固定在保温块的下侧。
34.箱体内设置有数据收集和控制系统，数据收集和控制系统由计算机的中央运算装置（cpu）控制，数据收集和控制系统接收收集热板热传感器和冷板热传感器采集的温度和热流、压力传感器2采集的压力、测长器75测定的待测工件的厚度。箱体1上设置电源开关、加热开关、显示屏和输入面板，分别与数据收集和控制系统电连接。通过输入面板输入加热装置3的控制温度、输入压力传感器2的控制压力，以显示热板热传感器和冷板热传感器采集的温度和热流、显示测长器7测定的待测工件的厚度、显示输入的加热装置3的控制温度、显示输入的压力传感器2的控制压力、显示压力传感器2测定的加载在待测工件上的压力。
35.中央运算装置（cpu）可在箱体外部外接计算机，以便工作人员的输入和显示测试结果、并通过外接的计算机进行测试结果记录、计算与分析。
36.使用过程：打开电源开关，在输入面板输入设定的压力、加热测试板34温度，将保温板35插入外壳31上，打开加热开关，加热装置3对加热测试板34进行升温加热，待加热测试板34温度升至预设温度后，抽出保温板35。
37.待测工件置于冷却测试板41之上，将冷却测试板41升高直至位于冷却测试板41上方的待测工件与加热测试板34接触、压力传感器2测定的压力达到预设的压力时停止，冷却装置4对冷却测试板41进行冷却，数据收集和控制系统采集待测工件的厚度、热板热传感器的温度、冷板热传感器的温度及热流计的热流等数据，并在显示屏上显示，通过外接的计算机进行测试结果记录、计算与分析，得出待测工件的导热系数。
38.本装置也可用于测试待测工件的耐温性能，打开电源开关，在输入面板输入设定的压力、加热测试板34温度，将保温板35置于外壳31上，打开加热开关，加热装置3对加热测试板34进行升温加热，待加热测试板34温度升至预设温度后，抽出保温板35。将不带热流计的冷却测试板41置于冷却装置4的上方，将待测工件置于冷却测试板41之上，将冷却测试板41升高直至位于冷却测试板41上方的待测工件与加热测试板34接触、压力传感器2测定的压力达到预设的压力时停止，无需冷却装置4对冷却测试板41冷却，数据收集和控制系统采集待测工件的厚度、热板热传感器的温度、冷板热传感器的温度等数据，并在显示屏上显示，待到耐温测试要求时间后，测得冷板热传感器的温度，通过外接的计算机进行测试结果记录、计算与分析，得出待测工件的耐温性能。
39.本发明一种隔热测试机的具体实施例2，与上述实施例的区别仅在于，如图8所示，本实施例中，加热装置设置在机架1上的仪器平台8上，冷却装置设置在加热装置上方，水冷
器42与顶板13之间设置压力传感器2，此时不需要再设置传感器隔热水冷板。加热装置的外壳31固定在仪器平台8上，保温块33固定在外壳31内，加热测试板34处于保温块33的上侧，保温板35安装至外壳31上后处于加热测试板34的上侧。本实施例中折板313不再承托保温板35，保温板35使用时仍然插入折板313与壳体312形成的插槽中，此时，保温板由外壳的壳体312承托。其他实施例中，还可以将保温板直接放在折板上。当然，其他实施例中，保温板也可以直接放在保温块上，此时不需要设置折板。
40.本发明一种隔热测试机的具体实施例3，与上述实施例1的区别仅在于，如图9所示，本实施例中，支撑柱12上导向滑动装配有加热装置连接板9，加热装置3的连接柱36与加热装置连接板9连接，连接柱36的螺纹段361与加热装置连接板9的通过连接螺钉38固定连接。压力传感器2处于加热装置连接板9与顶板之间。本实施例中加热装置连接板9为实心板。其他实施例中，加热装置连接板也可以采用水冷板，通过支撑柱的导向作用，加热装置连接板稳定性更好。
41.本发明一种隔热测试机的具体实施例4，与上述实施例3的区别仅在于，如图10所示，本实施例中，压力传感器2设置在仪器平台8的下侧，压力传感器2与活塞杆6连接；加热装置3与加热装置连接板9连接，加热装置连接板9与支撑柱12通过顶丝固定。
42.本发明一种隔热测试机的具体实施例5，与上述实施例的区别仅在于，本实施例中，保温板铰接在外壳上，通过翻转的方式盖住加热测试板和打开加热测试板。
43.本发明一种隔热测试机的具体实施例6，与上述实施例的区别仅在于，本实施例中，保温板上设置有吊钩，外壳上设置滑槽，吊钩钩住滑槽并能够在滑槽内滑动。
44.本发明一种隔热测试机的具体实施例7，与上述实施例的区别仅在于，上述实施例中折板与壳体通过螺栓固定，本实施例中，折板与壳体一体成型。
45.本发明一种隔热测试机的具体实施例8，与上述实施例的区别仅在于，本实施例中，保温块直接固定在外壳内，加热测试板固定在保温块上。其他实施例中，外壳可以是u形。
46.本发明一种隔热测试机的具体实施例9，与上述实施例的区别仅在于，传感器隔热件为隔热棉。
47.本发明一种隔热测试机的具体实施例10，与上述实施例的区别仅在于，本实施例中，支撑柱设置一个且与仪器平台止转配合。其他实施例中，加热装置与冷却装置可以水平布置，机架上可以设置导轨，加热装置上设置适配的导槽。
48.本发明一种隔热测试机的具体实施例11，与上述实施例的区别仅在于，本实施例中，驱动装置采用电机和丝杠螺母机构，其中仪器平台与丝杠传动配合，电机驱动丝杠旋转，带动仪器平台上下移动。其他实施例中，也可以采用电动推杆推动仪器平台向上移动。
49.本发明一种隔热测试机的具体实施例12，与上述实施例的区别仅在于，本实施例中，连接柱的螺纹段穿过传感器隔热件后与传感器隔热件固定。
50.本发明一种隔热测试机的具体实施例13，与上述实施例1的区别仅在于，上述传感器隔热件与外壳通过螺栓固定连接在一起。
51.本发明一种隔热测试机的具体实施例14，与上述实施例1的区别仅在于，保温块的一部分伸出外壳。同理，加热测试板也可以有一部分伸出外壳。
52.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范
围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。