[實用新型]一種超聲波測材料相變溫度/相變率裝置

有效

• 申請號: 201720980272.1
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN207366484U
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 駱奇賢;方利國;戴博;郭浩;林銘欽
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N25/12
• 分類號: G01N25/12;G01K7/02;G01F23/296
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本實用新型公開了一種超聲波測材料相變溫度/相變率裝置。該裝置包括超聲波發射/接收裝置，可控溫加熱裝置、溫度測量裝置和電腦四部分組成。所述超聲波發射/接收裝置包括超聲波產生發射部分和超聲波接收部分；所述可控溫加熱裝置包括電加熱絲和部分保溫承裝容器；所述溫度測量裝置包括兩組熱電偶，分別測量容器內空氣層溫度和相變材料溫度；所述電腦用于記錄溫度變化和計算超聲波走過路程。本實用新型利用超聲波走過的路程來計算得待測材料相變的體積變化，聯合熱電偶測得的溫度變化，得到待測材料的相變溫度曲線和相變率。

技術領域

本實用新型涉及一種超聲波測距裝置，尤其涉及一種超聲波測量液位高度變化計算體積變化率和溫度變化的裝置。

背景技術

超聲波因其指向性強，且能量消耗緩慢的特點，在介質中的傳播距離大，故在工程上常用于進行距離的測量。相對于紅外線燈測距方式，超聲波對磁場、光線和色彩等敏感度較低，更適合于更惡劣環境下進行工作。但其傳播速度受溫度影響較大，在進行精度較高的距離測定時，需要對其進行校正。

熱電偶是溫度測量儀表中常用的測溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信號轉換成熱電動勢信號，通過電氣儀表(二次儀表)轉換成被測介質的溫度，便于將數據導入計算機記錄處理。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種超聲波測材料相變溫度/相變率裝置，利用熱電偶測得物質發生相變時的溫度變化曲線，以及空氣介質的溫度，利用超聲波測得物質發生相變時的體積變化率，計算得到相變率。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種超聲波測材料相變溫度/相變率裝置，包括可控溫加熱裝置、相變材料熱電偶、介質溫度熱電偶，保溫承裝容器、超聲波發生/接收裝置和電腦；所述可控溫加熱裝置包括內置電熱絲、電源線和底板；所述電熱絲通過電源線與外部電源連接，所述可控溫加熱裝置與保溫承裝容器之間設置有底板，所述保溫承裝容器上方設置有超聲波發生 /接收裝置；所述保溫承裝容器內承裝有待測相變材料及油層，形成油-相變材料界面和油-空氣界面；所述保溫承裝容器內外壁之間填充有聚氯乙烯泡沫作為保溫材料；所述油-相變材料界面下方即待測相變材料中設置有相變材料熱電偶，所述油-空氣界面上方設置有介質溫度熱電偶；所述相變材料熱電偶與介質溫度熱電偶分別通過導線與電腦連接，所述電腦與超聲波發生/接收裝置連接。

所述超聲波發生/接收裝置，該裝置既可發生并發射超聲波，又可接收超聲波，并將信號通過導線傳達到電腦；所述電腦記錄下超聲波發射/接收時間；

上述裝置中，所述底板的上表面具有較弱的反射超聲波的能力，在超聲波直接發射到其上時，可較好地反射超聲波；在表面有液層阻擋時，到達底面的超聲波幾乎不能被反射。

上述裝置中，底板是銅制材料，熔點高且導熱性能好。電熱絲通電后發熱，將電能轉化為熱能，通過熱傳導將熱量依次傳給底板和相變材料，相變材料內部傳熱，達到相變溫度后熔化。

上述裝置中，所述油與待測相變材料不相溶，流動的油品使待測材料表面凹凸不平的表面變得平整，且油相的沸點高于相變材料的熔點，油的密度要小于該相變材料，油相始終在上層，相變材料在下層。

上述裝置中，所述電腦和相變材料熱電偶、介質溫度熱電偶和超聲波發生/接收裝置相連接。

上述裝置中，所述保溫承裝容器的內橫截面積一定，保證材料相變時體積變化量△V和油-相變材料界面、油-空氣界面高度變化量△ h成線性關系。

上述裝置中，保溫承裝容器的中下段有一圈的絕熱卷材料，可有效地絕熱，阻礙熱量沿容器壁從相變材料傳導到空氣介質。

上述裝置中，所述超聲波發生/接收裝置每隔一極端時間便發射一束超聲波，超聲波被油-空氣界面反射被接受裝置接收，電腦記錄下此時的時間。