[其他]用于測量小試件巖石導熱系數的測定儀

無效

• 申請號: 87213495
• 申請日: 1987-09-21
• 公開（公告）號: CN87213495U
• 公開（公告）日: 1988-06-01
• 發明（設計）人: 陸紹信;黃勇;王廷芬;丁安江;關密
• 申請（專利權）人: 華東石油學院北京研究生部;南京工學院電子儀器廠
• 主分類號: G01N21/20
• 分類號: G01N21/20
• 代理公司: 石油工業專利服務中心
• 代理人: 邵美玲,董占敏

本實用新型屬于巖石熱物性的測試儀器。

在已有的技術中，對于低導熱率材質（λ＜0.2W／mk）的測試技術是成熟的，但所用試件的尺寸較大（＞200mm）（見參考文獻目錄1、2）。而對巖石高導熱率材質的導熱系數測定（尤其是對小試件φ50mm±1mm）尚無成熟方法。對這類材質的測試曾采用穩態比較法進行測試，但它必需有已知導熱系數的參考材料，所測得的試件導熱系數是與標樣的比較值并非直接測得，而且測試裝置較為復雜（見參考文獻目錄3）。

本實用新型的目的是解決小試件巖石高導熱率材質的導熱系數的直接測試問題。

本實用新型的特征結合附圖敘述如下：

圖一，本實用新型儀器結構示意圖（說明書摘要附圖）

S－試件；M－主加熱板；G－環加熱板；B－反射加熱板；C－付加熱板；W－冷面；H－熱套；I（1、2、3）－隔熱板；R（1、2、3、4）－加熱帶；溫控（TC－1～TC－4）。

圖二，主加熱板M和環加熱板G及其加熱帶R1和R2裝配圖。

圖三，主加熱板M和環加熱板G結構圖

D－橫筋；K－主加熱板和環加熱板之間的間縫；AOP－為主加熱板和環加熱板的剖視線。

圖四，主加熱板M的加熱帶R1樣式圖。

圖五，環加熱板G的加熱帶R2樣式圖。

主加熱板M與環加熱板G是用同一塊金屬板制成（見圖三），它們為同心圓狀，而且這二個加熱板M和G的面呈一平整的面。它們之間有一間縫K。為保證工作面溫度不均勻性＜0.2℃，加熱板G和M的厚度為5～6mm。為減少主加熱板M向環加熱板G散熱誤差＜0.5％，主加熱板M與環加熱板G之間的間隙K寬度在0.5～2mm之間。為保證主加熱板M面與環加熱板G面在同一平面并且有一定強度，同時使主加熱板M與環加熱板G的接觸熱阻降到最小，在主加熱板M和環加熱板G之間的間縫中留有四條橫筋D，橫筋厚度為2～3mm，寬度為1～2mm。

主加熱板M的加熱帶R1的樣式見（圖四）、環加熱板G的加熱帶R2的樣式見（圖五），它們用特殊合金片制成，其厚度為0.1～0.5mm，環寬度為1～4mm，環隙間距為1～4mm。加熱帶R1和加熱帶R2夾在兩塊對稱的主加熱板M和環加熱板G之間（見圖二），它們構成了一個加熱體。此外，在兩塊付加熱板C之間、兩塊反射加熱板之間都夾有加熱帶R3和R4（見圖一），加熱帶R3和R4的樣式如圖四所示，其厚度、環寬度、環隙間距如上所述。

小試件巖石導熱系數的測定是通過如下步驟來實現的：

被測試試件S（φ50mm±1mm，δ＝10±2mm）置于主加熱板M及環加熱板G上（見圖一）。為使主加熱板M發出的熱功率全部經試件S向冷面W傳遞，在主加熱板M下方設置反射加熱板B，主加熱板M與反射加熱板B之間，用隔熱板I₁隔開。最底部另用隔熱板I₂絕熱。為保證本測定儀測試溫度能達到300℃，在試件S上方設副加熱板C，并在副加熱板C與冷面W之間，用隔熱板I₃隔開。為防止所有加熱板和試件S間四周散熱，在它們的外圍加一個熱套H。在測試小試件過程中用溫控（TC－1）使主加熱板M與反射加熱板B之間的不平衡溫差≤0.01℃；用溫控（TC－2）使主加熱板M與環加熱板G之間的不平衡溫差≤0.01℃；用溫控（TC－3）使試件S與環境溫差＜5℃；用溫控（TC－4）改變副加熱板C的工況條件。當達到了熱穩態條件時，只要測定主加熱板M的主加熱帶R1的電壓、電流、主加熱板M上方的溫度T₁及副加熱板C下方的溫度T₂即可計算出試件S的導熱系數。

本實用新型所取得的效果與現有技術相比較，擴大了防護熱板法的測試范圍，可以測試高溫下（300℃）、小試件（φ50mm±1mm）的巖石高導熱率材質的導熱系數。操作簡便，精確度高。可用于石油、地質勘探的巖芯的導熱系數的測定。