[實用新型]一種可控氣氛非穩態熱線法導熱系數測試儀

有效

• 申請號: 201721436603.1
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN207541007U
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 張亞靜;朱惠良;譚麗華;高建榮;李永剛;蔚曉敏;邵昕;劉克
• 申請（專利權）人: 中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司;宜興市產品質量監督檢驗所
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所(普通合伙) 41118
• 代理人: 智宏亮

本實用新型公開了一種可控氣氛非穩態熱線法導熱系數測試儀，成密閉狀態的試驗爐由爐蓋、爐體、爐腔、爐底和發熱體組成，爐腔內設有由耐火爐襯圍成的爐膛，試驗爐安裝在爐架上，還包括有控制柜、與控制柜連接的電腦、升降機構和爐門平臺；爐蓋上設置有壓力傳感器、安全調壓閥、控溫熱電偶；爐門上設有熱線單元的加熱引線、測壓引線、示差熱電偶/測阻引線通過接線插座與控制柜連接，設在爐門平臺的爐門通過升降機構與爐口固定密封連接；設在爐膛內的發熱體通過接線柱與控制柜連接。本實用新型實現多種氣氛可控，自動化程度高、操作方便、可靠性高、安全系數高。

技術領域

本實用新型涉及熱線導熱實驗裝置，特別是一種可控氣氛非穩態熱線法導熱系數測試儀。

背景技術

導熱系數是衡量材料熱物理性質的重要參數，也是熱工計算與各種工業爐設計所需的重要性能指標之一，在熱的綜合利用，節能減排，材料的研究開發、質量控制、商業交往等，發揮著重要作用。非穩態熱線法是測試耐火材料導熱系數最成熟的方法之一，目前主要有十字熱線法、平行線法和熱線電阻法。

現行國家標準GB/T 5990-2006《耐火材料導熱系數試驗方法（熱線法）》將ISO標準ISO 8894-1:1987（十字熱線法）與ISO 8894-2:1990（平行熱線法）匯總修改采用，已在國內推廣二十余年。在實際應用過程中，由于原理存在差異，這兩種方法各自的適用范圍不同：十字法適用于測量導熱系數小于1.5 W/(m·K)的耐火材料，所以常用于隔熱耐火材料的檢測；平行熱線法測量與熱線相距一定距離的熱電偶的溫升，其可測導熱系數范圍提升至25W/(m·K)。

美國現行標準ASTM C 1113-1999（2004）《耐火材料導熱系數試驗方法（熱線法）》，2016年以此為藍本，我國開始制定《耐火材料 導熱系數試驗方法（鉑電阻溫度計法）》，2017年已通過評審，等待審批刊發。其使用了熱線的熱阻測試技術，可測試導熱系數不大于15W/(m·K)的耐火材料。

含碳材料的導熱系數一般大于5 W/(m·K)，十字熱線法顯然并不適用；

專利CN 2385334Y《一種無機非金屬材料導熱系數測試裝置》，2000年6月28號授權。該專利解決了高溫下含碳材料導熱系數測試，試樣防氧化，熱線、示差熱電偶防污染的技術，但由于匣缽埋碳，操作還是比較麻煩的，碳粉在添加和試驗后清理，對操作者和環境會造成污染，碳粉也會對熱線和示差熱電偶，造成二次傷害。該技術，僅僅解決了含碳材料的測試，并未能解決氣氛條件的試驗。

CN 202049122 U 《一種新型熱線導熱儀》，為上開蓋式的箱式爐體，裝樣為上裝樣。該專利解決了中低溫下耐火材料氣氛下的測試技術，但其水平安裝的發熱體，不適合在高溫下使用，在氣氛下，由于彎曲應力的作用，更易老化損壞。每次試驗，試樣安裝和取出，均要打開爐蓋鎖緊結構，而且，開啟爐蓋后，試樣和熱線、示差熱電偶，均處在井式爐或下潛的爐體腔內，兩側設有易碎的脆性發熱體，若使用者，誤帶電安裝或取出試樣，或進行調整處理，極易觸電，存在結構復雜和設備本質化觸電風險。

傳統的熱線導熱儀，絕大多數為立式爐體，U型發熱體，從爐頂部裝入，均勻設置在爐膛四周，熱端暴露在耐火材料形成的爐腔內部側壁，冷端裸露在爐體頂部的耐火材料上部，不僅均溫性好，提高了測試的科學性和效率，而且，發熱體安裝方便，安全。試樣和熱線、示差熱電偶安裝在四連桿鉸鏈式自動升降上，下降后通過軌道，手動移出爐體下部以外的自由安裝空間，試樣、熱線、加熱引線、示差熱電偶及其支架的安裝與維護，十分便捷安全。不足之處，只能采用匣缽埋碳對含碳材料進行防氧化保護，不能進行潔凈氣氛防護和特定氣氛條件下的氣氛試驗測試，多連桿機構穩定性欠缺。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種多種氣氛可控、自動化程度高、操作方便、可靠性高、安全系數高的可控氣氛非穩態熱線法導熱系數測試儀。