[發明專利]一種球床綜合實驗測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201710094820.5
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106969792B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 陳磊;劉松林;陳有華;祝慶軍;黃凱;李敏;馬學斌
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 朱榮

1.一種球床綜合實驗測量裝置，其特征在于：由球床實驗段本體（2）、供氣系統（8）和實驗數據測量與采集系統組成，所述球床實驗段本體（2）的進、出氣腔分別通過管道與供氣系統的出氣口和進氣口連通，所述球床實驗段本體（2）由金屬網（17）封閉，外側設有加熱帶（3），所述球床實驗段本體（2）內的中部安裝有用于測量球床熱導率和熱擴散系數的熱線（11），所述球床實驗段本體（2）上安裝有用于采集實驗段溫度、壓力/壓差以及流量信號并傳遞給數據采集端（14）的溫度傳感器（6）、壓力傳感器（12）以及實驗段入口處的流量傳感器（9），所述溫度傳感器（6）用于檢測熱線及球床溫度變化；

所述的球床實驗段本體（2）中的熱線（11）通過使用輔助螺桿（20）安裝，保證熱線安裝的同心度，所述熱線（11）由直流電源（4）供電；

所述的熱線（11）兩端為電極接頭（19-1和19-2），所述電極接頭（19-1和19-2）上分別插入熱線電極（15-1和15-2），所述熱線（11）由熱線電極（15-1和15-2）支撐；

所述的電極接頭（19-1和19-2）與其兩端的金屬網（17）之間設有陶瓷墊(16)。

2.根據權利要求1所述的球床綜合實驗測量裝置，其特征在于：所述的壓力傳感器（10）由閥門（13）實現量程切換，以適應不同范圍的球床吹掃氣壓差測量需求，并保證壓差測量精度。

3.根據權利要求1所述的球床綜合實驗測量裝置的實驗方法，其特征在于具體步驟如下：

步驟1：實驗前首先安裝熱線，填充待測球床，安裝球床實驗段本體（2），并連接供氣系統（8），做好密封，準備實驗；

步驟2：實驗開始時，打開供氣系統（8），對球床實驗段本體（2）進行抽真空和流洗，將實驗本體內的空氣置換為指定要求的高純氣體；

步驟3：將供氣系統（8）的供氣壓力和流量調節至實驗指定值，打開球床實驗段本體（2）上的加熱帶（3），加熱球床實驗段本體（2），至實驗指定溫度；

步驟4：根據壓力傳感器（12）的讀數顯示，通過各并聯支路閥門（13）的 開閉，選擇合適的量程和精度，測量球床實驗段本體（2）的進出口壓差；

步驟5：打開直流電源（4）為熱線（11）通電，通過測溫傳感器測量熱線和球床溫度變化；

步驟6：通過數據采集端（14）自動采集并記錄實驗數據，處理實驗數據，獲得球床的有效熱導率、有效熱擴散系數以及吹掃氣壓降，球床有效熱導率和熱擴散系數的計算方法依照國家標準GB/T 5990-2006執行；

步驟7：調節裝置參數至新的吹掃氣目標壓力、流量和溫度，直至完成所有實驗；實驗完成后，關閉加熱帶（3）和直流電源（4），直至氣體溫度降至室溫后關閉供氣系統（8），最后再關閉其他設備，斷開電源，結束實驗。

4.根據權利要求3所述的球床綜合實驗測量裝置的實驗方法，其特征在于：所述的熱線（11）安裝時，先將從實驗段本體（2）側壁開孔穿入的測溫探頭的引線通過高溫膠固定在熱線（11）上，再依靠輔助螺桿（20）固定纏繞熱線（11）的電極接頭（19-1和19-2），并插入實驗段本體（2）中，使一端的電極接頭正好落入陶瓷墊（16-1或16-2）的對應中心孔內，然后插入熱線電極（15-1和15-2）固定電極接頭（19-1和19-2），最后取出輔助螺桿（20）。