一种热传导发生装置及导热系数测量系统

本技术涉及热特性测量，更具体地，涉及一种热传导发生装置及导热系数测量系统。

背景技术：

1、导热系数即物体传导热量的能力，又称为热导率。定义为单位温度梯度(在1m长度内温度降低1k)在单位时间内经单位导热面所传递的热量。单位为瓦每米开尔文[w/(m·k)]，此处的k可用℃代替。导热系数的测定方法现已发展了多种，它们有不同的适用领域、测量范围、精度、准确度和试样尺寸要求等，不同方法对同一样品的测量结果可能会有较大的差别，因此选择合适的测试方法是首要的。

2、对常温液态物(在25℃常温下一般呈液态的物质，例如水、乙醇、甲醇、溴、汞和戊烷等)尤其是水在低温固态时的导热系数的研究在冷藏等方面具有重要的应用价值。目前，对常温液态物在低温固态时的导热系数的测量方法可以归纳为稳态法、准稳态法和非稳态法三类。然而，稳态法的测量时间往往要比另两种方法更长，且要求温度场不随时间变化。而常温液态物在常压下的熔点大多数情况下低于环境温度，因此过长的测量时间极易扩大周围环境向常温液态物在低温固态时的热量传递，这部分热量难以定量测量，最终影响测量值的准确性。而非稳态法虽然加热时间较短，但误差往往较大，且对仪器灵敏度要求较高，加热方法也有诸多限制。因此，亟需研制一种测量更精确、用时更短且对仪器没有很高要求的对常温液态物在低温固态时的导热系数进行测量的技术手段。

技术实现思路

1、针对背景技术部分提及的现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种热传导发生装置，用以实现测量更精确、用时更短且对仪器没有很高要求的对常温液态物在低温固态时的导热系数进行更便捷测量的技术手段。

2、为实现上述目的，第一方面，本实用新型提供了一种热传导发生装置，包括：热传导发生装置腔体、加热部件和温度测量部件；

3、所述热传导发生装置腔体表面设置有注液开口，通过所述注液开口可将常温液态物注入所述热传导发生装置腔体的内部空间；

4、所述加热部件包括均为平板状结构的第一加热片和第二加热片，用于加热；所述第一加热片和所述第二加热片相互平行地设置于所述热传导发生装置腔体的内部空间；

5、所述温度测量部件包括均设置于所述热传导发生装置腔体的内部空间的第一温度测量部件、第二温度测量部件和第三温度测量部件，用于测量温度；所述第一温度测量部件设置于所述第一加热片所处的平面处，所述第二温度测量部件设置于所述第二加热片所处的平面处，所述第三温度测量部件设置于所述第一加热片和所述第二加热片之间的平行等分平面处。

6、进一步地，所述热传导发生装置腔体的内部空间为等截面柱体；所述第一加热片和所述第二加热片均平行且完全覆盖于所述热传导发生装置腔体的内部空间的横截面。

7、进一步地，所述热传导发生装置腔体的内部空间为圆柱体。

8、进一步地，所述热传导发生装置腔体的内部空间的横截面直径不小于所述第一加热片和所述第二加热片之间的间距的6倍。

9、进一步地，所述第一加热片和所述第二加热片均为聚酰亚胺加热薄膜。

10、进一步地，所述温度测量部件为pt100温度传感器。

11、第二方面，本实用新型提供了一种导热系数测量系统，包括加热电源、温度变送器、数据处理器和上述任一项所述的热传导发生装置；

12、所述加热电源，用于为所述加热部件提供电能；

13、所述温度变送器，用于将所述温度测量部件获取的温度信号转化为可传送的标准化输出信号；

14、所述数据处理器，用于解析所述标准化输出信号，经过数据运算处理以获取所述常温液态物在低温固态时的导热系数。

15、进一步地，还包括保温装置；

16、所述保温装置将所述热传导发生装置包裹于其内部，以对所述热传导发生装置内部发生的热传导过程进行保温。

17、总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

18、本申请的装置或系统利用经典的一维准稳态热传导模型的原理设计了集成冰冻、加热和测温一体化的热传导发生装置，利用该热传导发生装置可便捷地测量常温液态物在低温固态时的导热系数，其测量更精确、用时更短且对仪器没有很高要求。

技术特征：

1.一种热传导发生装置，其特征在于，包括：热传导发生装置腔体、加热部件和温度测量部件；

2.如权利要求1所述的热传导发生装置，其特征在于，所述热传导发生装置腔体的内部空间为等截面柱体；所述第一加热片和所述第二加热片均平行且完全覆盖于所述热传导发生装置腔体的内部空间的横截面。

3.如权利要求2所述的热传导发生装置，其特征在于，所述热传导发生装置腔体的内部空间为圆柱体。

4.如权利要求3所述的热传导发生装置，其特征在于，所述热传导发生装置腔体的内部空间的横截面直径不小于所述第一加热片和所述第二加热片之间的间距的6倍。

5.如权利要求1所述的热传导发生装置，其特征在于，所述第一加热片和所述第二加热片均为聚酰亚胺加热薄膜。

6.如权利要求1所述的热传导发生装置，其特征在于，所述温度测量部件为pt100温度传感器。

7.一种导热系数测量系统，其特征在于，包括加热电源、温度变送器、数据处理器和权利要求1至6任一项所述的热传导发生装置；

8.如权利要求7所述的导热系数测量系统，其特征在于，还包括保温装置；

技术总结
本申请公开了一种热传导发生装置，包括热传导发生装置腔体、加热部件和温度测量部件。该腔体表面设置有注液开口，通过该开口可将常温液态物注入腔体内部空间；加热部件包括均为平板状结构的第一和第二加热片，用于加热；第一和第二加热片相互平行地设置于腔体内部空间；温度测量部件包括均设置于腔体内部空间的第一至第三温度测量部件，用于测量温度；第一温度测量部件设置于第一加热片所处的平面，第二温度测量部件设置于第二加热片所处的平面，第三温度测量部件设置于第一和第二加热片之间的平行等分平面。本申请利用经典传热模型的原理设计了集成冰冻、加热和测温一体化的热传导发生装置，可便捷地测量常温液态物在低温固态时的导热系数。

技术研发人员：任凯乐,蔡玉树,孔令阳,郭鑫鹏,刘斌,徐磊
受保护的技术使用者：湖北大学
技术研发日：20230320
技术公布日：2024/1/13