[發(fā)明專利]混凝土熱擴散率測定裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110251567.2
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102288642A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 諸華豐;周岳年;邱偉明;王波;魏軍
• 申請（專利權(quán)）人: 舟山市博遠科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 舟山固浚專利事務(wù)所 33106
• 代理人: 范榮新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種混凝土熱擴散率測定裝置。

背景技術(shù)

目前公開的混凝土熱擴散率的測定方法有兩種，分別是由中華人民共和國水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水工混凝土試驗規(guī)程》(SL352-2006)規(guī)定的測定方法(簡稱為SL352法)和由公開號為CN101915776的中國發(fā)明專利申請“混凝土熱擴散率的測定方法及試驗裝置”公開并載入中華人民共和國建筑行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《混凝土熱物理參數(shù)測定儀》(JG/T329-2011)的測定方法(簡稱為BYR法)。它們分別是在同溫體試件外營造一個溫度更低或更高的恒溫水環(huán)境，使同溫體試件自中心向表面形成一個穩(wěn)定的正向或逆向的熱擴散過程，從而通過對該熱擴散過程中試件中心的溫度差-時間關(guān)系的測定并對測定結(jié)果進行處理后計算出熱擴散率。所說同溫體試件是將試件置于某一環(huán)境溫度下經(jīng)熱擴散的作用使其中心溫度與表面溫度(與其所處環(huán)境溫度相同)趨同時形成的，此時其中心溫度和表面溫度接近，并分別是試件中溫度場分布的兩個極限值。測定時試件所處的環(huán)境水溫所要控制達到的恒溫溫度稱作熱擴散環(huán)境溫度，同溫體試件的溫度與熱擴散環(huán)境溫度的差值為該測定的初始溫差。

為配合所提供的測定方法，發(fā)明專利申請CN101915776還提出了相應(yīng)的測定裝置，該“測定裝置中有試驗桶、恒溫循環(huán)水槽和溫度測控系統(tǒng)，其中同溫體試件制裝置是其中介質(zhì)溫度為30℃以下的腔室或水槽；恒溫循環(huán)水槽是為實現(xiàn)測定環(huán)境的熱恒溫循環(huán)水槽，試驗桶與熱恒溫循環(huán)水槽之間通過水管和水泵連接成水循環(huán)系統(tǒng)；所說溫度測控系統(tǒng)包括水循環(huán)系統(tǒng)中安裝的測定環(huán)境溫度傳感器和與電加熱器、測定環(huán)境溫度傳感器電信號連接的恒溫控制電路，還包括試件中心埋設(shè)的溫度傳感器與試件中心溫度傳感器電信號連接的溫度-時間記錄裝置?！?/p>

發(fā)明專利申請CN101915776所公開的方法和裝置的主要優(yōu)點是克服傳統(tǒng)測定方法(SL352方法)因高溫同溫體試件在較低溫度的恒溫環(huán)境溫度進行熱擴散測定而所要采用的恒溫循環(huán)水的測定裝置的實現(xiàn)受制于制冷方式對恒溫?zé)釘U散溫度的誤差控制所存在的諸多不足以實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、省時、提高測量精度和降低成本等目標(biāo)。

研究表明，在不同恒溫溫度下的熱擴散過程中，混凝土的熱擴散率有所不同。同時，在一定溫度范圍內(nèi)(10℃～70℃)的熱擴散過程中熱擴散率與溫度可呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系。因此對于需要獲得較高精度的熱擴散率時，就需要在不同恒溫溫度下、多次進行熱擴散過程的測定以獲得混凝土應(yīng)用溫度段(通常為10℃～70℃)的熱擴散率特性，如在15℃、30℃、45℃、60℃4個溫度點、每個溫度點重復(fù)進行3次測定。

但由于現(xiàn)有兩種測定方法，即SL352法和BYR法都要求被測試件保持足夠大的起止溫差，即同溫體試件的溫度和測定時恒溫環(huán)境的溫度之間的差值要足夠大，以保證測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。這是因為，溫差θ的誤差Δθ所引起的被測混凝土的熱擴散率的相對誤差Δα/α為：

Δaα≈Δθθ,]]>

即：測量結(jié)果的相對誤差由Δθ/θ決定。由于：(1)試件中心溫差θ隨時間減小，在Δθ不變的前提下，測定結(jié)果的最大相對誤差的由測定終止時溫差所決定；(2)根據(jù)測定方法的測量原理，對于同一試件，其從同溫體試件放入恒溫?zé)釘U散環(huán)境起到形成穩(wěn)定熱擴散狀態(tài)所需的時間相同，而與試驗溫差無關(guān)；而對于滿足測定方法所需的穩(wěn)定熱擴散狀態(tài)的(最短)持續(xù)時間也基本相同；(3)測定結(jié)果的計算涉及中心溫差的自然對數(shù)曲線在穩(wěn)定熱擴散狀態(tài)下形成的直線段的斜率的計算，必須有一定的持續(xù)時間才能保證其足夠的計算精度；(4)而對于相同的持續(xù)時間其試驗的終止溫差與試驗的起始溫差成近似正比關(guān)系。因此，若保持現(xiàn)有技術(shù)所確定的熱擴散測定裝置的溫度測量誤差值和恒溫?zé)釘U散階段水溫控制誤差值，則縮小測量的起始溫差，將降低測定結(jié)果的測量精度。