一种水泥基材料热电效应测试装置的制作方法

1.本实用新型属于建筑材料设备领域，尤其涉及一种水泥基材料热电效应测试装置。


背景技术：

2.1821年，德国科学家thomas john seebeck通过实验方法研究了电流与热的关系，将两种不同的金属导线连接在一起，构成一个电流回路。他将两条导线首尾相连形成一个结点，发现如果把其中的一个结加热到很高的温度，而另一个结保持低温的话，电路会有电流产生，即塞贝克效应(seebeck效应)现象，属于热电效应的一种。该效应是指导体(或半导体)材料内部由于温差使得电子(空穴)从高温端向低温端移动而形成电动势。1998年，武汉理工大学李卓球教授等首次报道了碳纤维水泥基材料cfrc具有塞贝克效应。研究表明，在cfrc上下表面实现一定的温度差，用电位差计可测得一定的电动势值e。在起始温度为25℃，最大温差为50℃的范围内，温差电动势e与温差
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t之间具有良好稳定的线性关系，其温差电动势率可达l8μv/℃。1999年，美国d.d.l.chung等对碳纤维混凝土的seebeck效应进行了研究，指出碳纤维的掺入能显著改善seebeck效应的线性和可逆性。当前，没有专门的用于测试水泥基材料塞贝克系数的装置，多为技术人员为研究需要自己搭建的测试平台。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在提供一种水泥基材料热电效应测试装置，简单易操作，能精确测定水泥基材料热电性能。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种水泥基材料热电效应测试装置，包括模具、热电偶、万用电表、水浴锅、导热金属块、支撑杆以及支架，所述导热金属块设置于水浴锅的锅盖上方，所述模具设置于所述导热金属块上，所述模具具有顶部开口和底部开口，所述模具的底部设有能够封闭或者打开底部开口的活动底板，当注入模具内的水泥基材料硬化形成水泥基材料块后通过移出活动底板将底部开口打开，所述热电偶通过两根导线分别与模具内的水泥基材料块的两端连接，万用电表通过两根导线分别与模具内的水泥基材料块的两端连接，所述支架设置于所述模具的一侧，所述模具和支架之间通过水平设置的支撑杆连接。
6.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述热电偶以及万用电表分别通过数据线与计算机连接。
7.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述支撑杆的一端与支架连接，所述支撑杆的另一端螺接于所述模具的侧壁上，所述支撑杆的另一端设置外螺纹，所述模具的侧壁上开设与所述外螺纹相匹配的螺纹孔。
8.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述模具在注入水泥基材料前刷脱模剂。
9.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述模具采用保温塑料。
10.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述模具的侧壁底部设有凹槽，所述底板位于所述凹槽内，所述底板能够相对凹槽移动，使得底板封闭或者打开模具的底部开口。
11.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述水泥基材料是掺有热电增强材料的水泥净浆、水泥砂浆或混凝土。
12.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，在用砂纸打磨后的水泥基材料块两端涂上一层导电银浆，用铝箔将铜线与涂有导电银浆的表面包裹起来，铜线作为导线，热电偶以及万用电表通过所述导线与水泥基材料块的两端相连。
13.由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型有益效果如下：
14.本实用新型提供一种水泥基材料热电效应测试装置，包括模具、热电偶、万用电表、水浴锅、导热金属块、支撑杆以及支架，所述导热金属块设置于水浴锅的锅盖上方，所述模具设置于所述导热金属块上，所述模具具有顶部开口和底部开口，所述模具的底部设有能够封闭或者打开底部开口的活动底板，当注入模具内的水泥基材料硬化形成水泥基材料块后通过移出活动底板将底部开口打开，所述热电偶通过两根导线分别与模具内的水泥基材料块的两端连接，万用电表通过两根导线分别与模具内的水泥基材料块的两端连接，所述支架设置于所述模具的一侧，所述模具和支架之间通过水平设置的支撑杆连接。在测试过程中，将模具通过支撑杆固定于支架上，模具的下端与水浴锅的锅盖上表面的导热金属块接触，通过保持恒温状态的水浴锅向水泥基材料块的下端提供热量，水泥基材料块的上端暴露在空气当中，与环境同温度，以实现水泥基材料块的上下端产生稳定温度差。本实用新型利用水泥基材料热电效应，通过采集水泥基材料块两端的温度和电势，利用检测水泥基材料块两端的温度差和电势差计算出温差电动势率，能真实准确反应水泥基材料热电性能，操作方便，测试精度高。
附图说明
15.图1是本实用新型一种水泥基材料热电效应测试装置的结构示意图。
16.图2是本实用新型中模具的结构示意图。
17.图中：1-计算机、2-热电偶、3-万用电表、4-水泥基材料块、5-导热金属块、6-水浴锅、7-支撑杆、8-支架、9-模具、10-螺纹孔、11-活动底板。
具体实施方式
18.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本实用新型的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本实用新型技术方案的限制。
19.请参阅图1至图2，本实施例公开了一种水泥基材料热电效应测试装置，包括模具9、热电偶2、万用电表3、水浴锅6、导热金属块5、支撑杆7以及支架8，所述导热金属块5设置于水浴锅6的锅盖上方，所述模具9设置于所述导热金属块5上，所述模具9具有顶部开口和底部开口，所述模具9的底部设有能够封闭或者打开底部开口的活动底板11，当注入模具9
内的水泥基材料硬化形成水泥基材料块4后通过移出活动底板11将底部开口打开，所述热电偶2通过两根导线分别与模具9内的水泥基材料块4的两端连接，万用电表3通过两根导线分别与模具9内的水泥基材料块4的两端连接，所述支架8设置于所述模具9的一侧，所述模具9和支架8之间通过水平设置的支撑杆7连接。
20.本实用新型提供的一种水泥基材料热电效应测试装置，包括模具9、热电偶2、万用电表3、水浴锅6、导热金属块5、支撑杆7以及支架8，所述导热金属块5设置于水浴锅6的锅盖上方，所述模具9设置于所述导热金属块5上，所述模具9具有顶部开口和底部开口，所述模具9的底部设有能够封闭或者打开所述底部开口的活动底板11，当注入模具9内的水泥基材料硬化形成水泥基材料块4后通过移出活动底板11将底部开口打开，所述热电偶2通过两根导线分别与模具9内的水泥基材料块4的两端连接，万用电表3通过两根导线分别与模具9内的水泥基材料块4的两端连接，所述支架8设置于所述模具9的一侧，所述模具9和支架8之间通过水平设置的支撑杆7连接。在测试过程中，将模具9通过支撑杆7固定于支架8上，模具9的下端与水浴锅6的锅盖上表面的导热金属块5接触，通过保持恒温状态的水浴锅6向水泥基材料块4的下端提供热量，水泥基材料块4的上端暴露在空气当中，与环境同温度，以实现水泥基材料块4的上下端产生稳定温度差。本实用新型利用水泥基材料热电效应，通过采集水泥基材料块4两端的温度和电势，利用检测水泥基材料块4两端的温度差和电势差计算出温差电动势率，能真实准确反应水泥基材料热电性能，操作方便，测试精度高。
21.本实施例中，所述导热金属块5为铜块，水泥基材料块4两端的热电动势除以温度差即为以铜作为参考热电标的水泥基材料的seebeck系数，水泥基材料的绝对温差电动势率即为水泥基材料的seebeck系数与铜的热电动势率(+2.34μv/℃)之和。
22.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述热电偶2以及万用电表3分别通过数据线与计算机1连接。通过计算机1实时同步采集水泥基材料块两端的温度和电势，从而计算机能够实现水泥基材料热电性能的快速准确测量。
23.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述支撑杆7的一端与支架8连接，所述支撑杆7的另一端螺接于所述模具9的侧壁上，所述支撑杆7的另一端设置外螺纹，所述模具9的侧壁上开设与所述外螺纹相匹配的螺纹孔10，通过采用支架8和一端设有外螺纹的支撑杆7，既可以方便支撑杆7与模具9之间的拆装，而且可以实现对模具9的稳定支撑。
24.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述模具9在注入水泥基材料前刷脱模剂，以边于后续水泥基材料块4脱模。
25.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述模具9采用保温塑料，防止水泥基材料侧面发生热损失。
26.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述导热金属块5的截面积与所述水泥基材料4截面积相同。
27.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述模具9的侧壁底部设有凹槽，所述底板位于所述凹槽内，所述底板能够相对凹槽移动，使得底板封闭或者打开模具9的底部开口。使用的时候，先通过移动底板将模具9的底部开口封闭，然后往模具9内注入水泥基材料，等水泥基材料硬化形成水泥基材料块4后，通过移动底板打开模具9的底部开口，从而方便模具9内的水泥基材料的两端通过导线分别与热电偶2、万用电表3连接。
28.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，所述水泥基材料是掺有热电增强材料的水泥净浆、水泥砂浆或混凝土。
29.优选的，在上述的水泥基材料热电效应测试装置中，在用砂纸打磨后的水泥基材料块4的两端涂上一层导电银浆，用铝箔将铜线与涂有导电银浆的表面包裹起来，铜线作为导线，热电偶2以及万用电表3通过所述导线与水泥基材料块4的两端相连，可以保障热电偶2或万用电与水泥基材料块4的端部之间连接的有效性。
30.上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。