[發(fā)明專利]一種強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的熱聲學(xué)溫度測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110061821.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112880863B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉青;習(xí)中立;江漢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01K11/22
• 分類號(hào): G01K11/22
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

1.一種強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的熱聲學(xué)溫度測(cè)量裝置，其特征在于：

所述測(cè)量裝置包括強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境區(qū)(1)、熱聲發(fā)生器(3)、恒溫冷源(4)及聲波接收器(5)，所述熱聲發(fā)生器(3)用于承載實(shí)驗(yàn)樣品(2)，所述實(shí)驗(yàn)樣品(2)位于所述強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境區(qū)(1)內(nèi)；所述恒溫冷源(4)連接于所述熱聲發(fā)生器(3)；所述聲波接收器(5)設(shè)置在所述熱聲發(fā)生器(3)遠(yuǎn)離所述實(shí)驗(yàn)樣品(2)的一端；

所述熱聲發(fā)生器(3)包括熱端換熱器(7)、工質(zhì)氣體(8)、熱聲板疊(9)、冷端換熱器(10)及諧振管(11)，所述熱聲板疊(9)相背的兩端分別連接于所述熱端換熱器(7)及所述冷端換熱器(10)，所述諧振管(11)連接于所述冷端換熱器(10)遠(yuǎn)離所述熱端換熱器(7)的一側(cè)；所述工質(zhì)氣體(8)收容在所述熱端換熱器(7)與所述熱聲板疊(9)所形成的密封腔體內(nèi)；所述恒溫冷源(4)連接于所述冷端換熱器(10)；

工作時(shí)，所述冷端換熱器被所述恒溫冷源冷卻至冷源溫度T_C；所述熱聲板疊內(nèi)沿軸向形成均勻的溫度梯度，其內(nèi)的工質(zhì)氣體在溫差T_H-T_C作用下產(chǎn)生熱致聲激振動(dòng)，而使得熱能部分地轉(zhuǎn)化為聲能并在所述熱聲發(fā)生器的腔體內(nèi)形成縱向傳播的聲波，通過(guò)采集聲壓幅值的大小即可得到所述實(shí)驗(yàn)樣品的溫度T_H；其中，聲壓幅值的大小與所述熱聲板疊的冷熱端溫差T_H-T_C成正相關(guān)。

2.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的熱聲學(xué)溫度測(cè)量裝置，其特征在于：所述強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境區(qū)(1)為穩(wěn)態(tài)或者脈沖磁場(chǎng)區(qū)域，其磁場(chǎng)強(qiáng)度大于3T。

3.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的熱聲學(xué)溫度測(cè)量裝置，其特征在于：所述熱端換熱器(7)與所述實(shí)驗(yàn)樣品(2)相接觸，其接收所述實(shí)驗(yàn)樣品(2)傳遞的熱流和溫度信號(hào)T_H。

4.如權(quán)利要求1所述的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的熱聲學(xué)溫度測(cè)量裝置，其特征在于：所述工質(zhì)氣體(8)為高純氦氣、氮?dú)饣蛘邭鍤?，其氣體純度大于99.9％。

5.如權(quán)利要求4所述的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的熱聲學(xué)溫度測(cè)量裝置，其特征在于：所述工質(zhì)氣體(8)為高純氦氣，其壓力為1MPa～3MPa。

6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的熱聲學(xué)溫度測(cè)量裝置，其特征在于：所述熱聲板疊(9)分別通過(guò)法蘭與所述熱端換熱器(7)及所述冷端換熱器(10)相連接。

7.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的熱聲學(xué)溫度測(cè)量裝置，其特征在于：所述諧振管(11)置于非強(qiáng)磁場(chǎng)的常溫常壓環(huán)境下，其與所述冷端換熱器(10)之間通過(guò)法蘭相連接。

8.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的熱聲學(xué)溫度測(cè)量裝置，其特征在于：所述熱聲板疊(9)的結(jié)構(gòu)為圓柱形結(jié)構(gòu)，其垂直于自身長(zhǎng)度方向的橫截面為多孔型。

9.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境下的熱聲學(xué)溫度測(cè)量裝置，其特征在于：所述測(cè)量裝置還包括溫度傳感器(6)，所述溫度傳感器(6)設(shè)置在所述恒溫冷源(4)上。