[發(fā)明專利]精確測量低溫下多物相導(dǎo)熱系數(shù)的可視化裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210134925.6
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN102645450A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐臨利;劉寶林;劉連軍;郝保同;李琳;康盈
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學(xué)
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多物相導(dǎo)熱系數(shù)的測得裝置，特別涉及一種使用非加熱方法測得導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，并且能對玻璃化過程進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察的測得裝置。

背景技術(shù)

目前，在常溫環(huán)境下的離體生物細(xì)胞、組織以及器官無法長期存活而保持其生理特性不變目前，為使生物材料或產(chǎn)品長期保持原有的生理結(jié)構(gòu)和機(jī)能,?低溫保存已被公認(rèn)為最有效的方法。在凍結(jié)和復(fù)溫過程中,?因相變、滲透壓、熱應(yīng)力、機(jī)械作用等因素引起的蛋白質(zhì)變性、脂類氧化、能量代謝紊亂和細(xì)胞體積變化等細(xì)胞損傷不容忽視。如何選擇最佳的降溫速率、復(fù)溫速率以及通過添加合適的低溫保護(hù)劑來規(guī)避細(xì)胞損傷,?是提高保存質(zhì)量的關(guān)鍵。玻璃化保存時(shí)提高生物體存活率的一種有效的保存方式。玻璃化受低溫保護(hù)劑濃度和降溫速率兩種因素所制約，所以低溫保護(hù)劑的導(dǎo)熱系數(shù)研究成為了重點(diǎn)。目前最為公認(rèn)的流體導(dǎo)熱系數(shù)測量方法為熱線法，若使用熱線法測量低溫保護(hù)劑，熱線的加熱導(dǎo)致熱線周圍的玻璃體發(fā)生相變，導(dǎo)致測量誤差。中國專利200920071383，公開一種納米低溫保護(hù)劑導(dǎo)熱系數(shù)測量的可視化裝置，已提出通過熱平板比較法測量納米低溫保護(hù)劑在玻璃化過程的導(dǎo)熱系數(shù)，避免了使用加熱測量導(dǎo)熱系數(shù)的傳統(tǒng)方法，利用比較法測得樣品導(dǎo)熱系數(shù)，可是卻忽略了低溫保護(hù)劑在降溫過程中得狀態(tài)變化，若降溫速率過慢時(shí)，低溫保護(hù)劑結(jié)晶，可能脹裂雙層真空玻璃管，若降溫速率足夠快，低溫保護(hù)劑玻璃化，體積變小，則貼在雙層玻璃管的貼片式熱電偶所測溫度不是低溫保護(hù)劑的溫度，影響測量精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要解決加熱過程中玻璃態(tài)容易液化，凍結(jié)過程中由溫度梯度會導(dǎo)致的試樣溫度不均勻，測量過程中易將雙層玻璃管脹裂，及熱電偶所測溫度為雙層玻璃管溫度等技術(shù)問題，而提供一種精確測量低溫下多物相導(dǎo)熱系數(shù)的可視化裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種精確測量低溫下多物相導(dǎo)熱系數(shù)的可視化裝置，包括石英盒，冷源銅塊，熱源銅塊，硼硅玻璃，其特點(diǎn)是：冷源銅塊和熱源銅塊對稱布置，冷源銅塊和熱源銅塊中間放置石英盒和硼硅玻璃，且硼硅玻璃靠近熱源銅塊一側(cè)構(gòu)成測試臺，冷源銅塊和熱源銅塊內(nèi)分別設(shè)有冷源通道和熱源通道，冷源銅塊上開有冷源進(jìn)，出口，熱源銅塊上開有恒溫水進(jìn)，出口，石英盒內(nèi)部兩側(cè)面和硼硅玻璃兩側(cè)分別放置貼片式熱電偶。?

冷源銅塊和熱源銅塊外面分別包有冷源銅塊保溫層和熱源銅塊保溫層。

冷源銅塊和熱源銅塊上分別設(shè)有用以固定石英盒和硼硅玻璃的方形凹槽。

冷源銅塊保溫層和熱源銅塊保溫層外加有用以固定冷熱源銅塊的松緊圈。

石英盒上部安裝攝像頭，用于記錄試樣的降溫過程中的狀態(tài)變化。

本發(fā)明的有益效果在于：?該裝置由溫度恒定的高低溫兩塊銅塊組成，石英盒豎直放，在低溫下即使樣品玻璃化或結(jié)晶，也不會將石英盒脹裂，貼片式熱電偶所測溫度為樣品溫度，測量精確。松緊圈的設(shè)計(jì)使得冷熱源溫度分布均勻，減小空氣熱阻，且使得裝置模型更接近一維導(dǎo)熱模型。該裝置結(jié)構(gòu)簡單、密封性好、操作和觀察舒適。能準(zhǔn)確測量玻璃體的導(dǎo)熱系數(shù)，并且還能測量其他液體，懸浮液、固體以及玻璃體試樣在常溫及低溫下的導(dǎo)熱系數(shù)。同時(shí)攝像記錄試樣低溫下的狀態(tài)變化。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是本發(fā)明的剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明的精確測量低溫下多物相導(dǎo)熱系數(shù)的可視化裝置，包括石英盒2、冷源出口3、冷源銅塊4、冷源銅塊保溫層5、松緊圈7、螺栓8、熱源銅塊保溫層10、熱源銅塊11、貼片式熱電偶12、硼硅玻璃13、攝像頭14等。

測試臺由對稱布置的冷源銅塊4和熱源銅塊11以及一個石英盒2及硼硅玻璃13組成。冷源銅塊4和熱源銅塊11內(nèi)分別設(shè)有很薄的空腔冷源（-120℃）通道16和熱源（20℃）通道17，一個冷源銅塊4上開有冷源進(jìn)口6和冷源出口3，另一熱源銅塊11上開有恒溫水進(jìn)口9和恒溫水出口1，冷源銅塊4和熱源銅塊11上分別設(shè)有方形凹槽15，用以固定石英盒2和硼硅玻璃13。硼硅玻璃13靠近熱源銅塊11一側(cè)，硼硅玻璃13可以根據(jù)不同的降溫速率選擇成不同厚度的硼硅玻璃13。待測樣品放在石英盒2內(nèi)靠近冷源銅塊4這側(cè)。兩個銅塊之間的最大溫差可控制在140℃，冷卻速率為1~500℃每分鐘。