專利名稱：連續(xù)測定相變材料壽命的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相變材料壽命的測量技術(shù)，尤其涉及一種經(jīng)歷多次熔凍實驗后，根據(jù)相變材料在冷凝過程中溫度隨時間的變化曲線來測定相變材料壽命的方法及裝置，國際專利主分類號擬為Int.C17.G01N 25/06。
對于相變材料壽命的測量，目前還沒有統(tǒng)一的標準。通常的方法是考察多次熔凍實驗后，相變材料熔點變化大小和相變潛熱衰變多少來判斷其壽命。熔點的測量方法通常有兩種步冷曲線法和熔點測定儀測定法。相變熱的測定方法一般有三種常規(guī)卡計法、差熱分析法(DTA)和差示掃描量熱法(DSC)。
這些常規(guī)測定相變材料壽命的方法，必須人工經(jīng)過多次熔凍實驗，每次熔凍實驗后都要測定相變材料的相變點和相變熱，然后再按下式算出相變材料的衰變率η＝Hmi/Hm0，式中，Hm0、Hmi分別為相變材料初始及經(jīng)過i次熔凍實驗后的相變潛熱。
這些測量方法的優(yōu)點是測量精度較高，但缺點也是顯而易見的首先，由于相變材料壽命的測量判斷要經(jīng)過幾百次，甚至上千次熔凍實驗，才能獲得；而且必須進行DSC測試與凍融實驗配套，而DSC測定所取試樣每次僅為2.0-10.0毫克，實驗結(jié)果不能真正反映所測材料(特別是大塊材料)的熱物性；同時受測定方法所限，測量也不能自動進行，費時費力；特別是不能系統(tǒng)和連續(xù)地觀測相變材料的衰變過程；此外，上述測量方法測試費用較高，不利于實際應(yīng)用和推廣。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有測定方法的不足，本發(fā)明主要解決所述的技術(shù)問題是提供一種連續(xù)測定相變材料壽命的方法，它具有取樣多，可自動連續(xù)測量，測定結(jié)果準確，且費用較低等優(yōu)點；同時也設(shè)計一種實施本發(fā)明方法的連續(xù)測定相變材料壽命的裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，操作簡便，使用費用少等優(yōu)點。
本發(fā)明解決所述方法技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計一種連續(xù)測定相變材料壽命的方法將待測相變材料放入熔凍實驗池中，利用與之相連的冷液和熱液兩組液流循環(huán)裝置對其進行連續(xù)多次熔凍實驗；冷液和熱液兩組液流循環(huán)裝置分別由各自的液流輸送設(shè)備及流量計量設(shè)備構(gòu)成；冷液和熱液兩組液流循環(huán)裝置和與其相連的低、高溫恒溫浴槽共同構(gòu)成了自動循環(huán)熔凍系統(tǒng)；在實驗過程中，利用溫度測量裝置從與之相連接的實驗池中連續(xù)檢測其溫度變化數(shù)據(jù)，并將該采集數(shù)據(jù)同時分別送給與之相連的數(shù)據(jù)采集裝置和溫控開關(guān)裝置，由后者對冷液和熱液兩組液流循環(huán)裝置進行自動切換，而由前者記錄并計算出相變材料溫度隨時間的變化數(shù)值和繪制出該變化曲線，進而依此確定相變材料的相變點及相變熱的相對大小，測定出相變材料的壽命。
本發(fā)明解決所述裝置技術(shù)問題的技術(shù)方案是，按照本發(fā)明方法設(shè)計的一種連續(xù)測定相變材料壽命的裝置，其特征在于它包含承載被測相變材料的熔凍實驗池裝置，與之相連可連續(xù)多次對相變材料進行熔凍實驗的獨立的兩組液流循環(huán)裝置；兩組液流循環(huán)裝置中的一組是低溫液流循環(huán)裝置，其與低溫恒溫浴槽相連接；另一組是高溫液流循環(huán)裝置，其與高溫恒溫浴槽相連接，并且所述的低溫液流循環(huán)裝置和高溫液流循環(huán)裝置分別與可切換其輸送設(shè)備起閉的溫控開關(guān)裝置相連接；溫控開關(guān)裝置還與溫度測量裝置相連接；溫度測量裝置分別與所述的熔凍實驗池裝置和數(shù)據(jù)采集裝置相連接。
本發(fā)明方法獨特設(shè)計了自動循環(huán)熔凍系統(tǒng)，可根據(jù)相變材料在冷凝過程中溫度隨時間變化的曲線規(guī)律來測定相變材料壽命的方法，與傳統(tǒng)測定方法相比，具有以下優(yōu)點無需進行DSC測試與凍融實驗配套；測試采樣數(shù)量多，一般可取30g左右，因此可以更準確地反映大塊物料的熱物性等，使所得數(shù)據(jù)更接近工程應(yīng)用的實際情況；本發(fā)明設(shè)計的連續(xù)測定相變材料壽命的裝置結(jié)構(gòu)簡單，無需成套的精密儀器，成本低，進而使用本裝置測試的費用也大幅降低，測試費用比目前通用的方法低50％以上；同時相變潛熱的測定方法也簡捷，并可實現(xiàn)連續(xù)的壽命測定；另外，本發(fā)明所述的對相變材料壽命的連續(xù)測定，無論對無機相變材料還是對有機相變材料均可適用，大大有利于相變材料壽命的篩選。


圖1-1是相變材料不出現(xiàn)過冷現(xiàn)象時，確定相變溫度隨時間變化的步冷曲線圖。由于物質(zhì)發(fā)生相變時，具有一定的熱效應(yīng)，因此出現(xiàn)第一個轉(zhuǎn)折點處所對應(yīng)的溫度被定義為相變溫度。如圖1-1中的Tm；圖1-2是相變材料出現(xiàn)過冷現(xiàn)象時，確定相變溫度隨時間變化的步冷曲線圖。由圖1-2可以看出，當步冷曲線出現(xiàn)第一轉(zhuǎn)折點后，溫度會有一定的回升(即過冷現(xiàn)象)，通常將相變材料出現(xiàn)過冷而回升的最高溫度定義為相變溫度。如圖1-2中的Tm。
圖2是本發(fā)明測定相變材料壽命方法的原理示意圖；其中，圖2-1是相變材料在第一次冷凝過程中，利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄并處理的相變溫度與時間的關(guān)系圖；圖2-2是相變材料在第i次冷凝過程中，利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄并處理的相變溫度與時間關(guān)系圖。
圖3是本發(fā)明連續(xù)測定相變材料壽命的裝置的一種實施例結(jié)構(gòu)原理框圖；圖4是本發(fā)明測定相變材料壽命的裝置與圖3所述的方法結(jié)構(gòu)原理對應(yīng)的一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實施例1相變材料相變點隨熔凍次數(shù)的變化曲線圖；圖6-1是實施例1相變材料第一次冷凝過程中利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄并處理的溫度與時間關(guān)系曲線圖；圖6-2是實施例1相變材料在第50次冷凝過程中得到的溫度與時間關(guān)系曲線圖。
本發(fā)明的連續(xù)測定原理(參見圖1-1、1-2、2-1和2-2)是基于發(fā)明人以下研究成果相變材料的熔點及相變潛熱變化的相對大小，是由相變材料在冷凝過程中溫度隨時間變化曲線(參見圖2-1)確定的。在恒定冷源下，液態(tài)相變材料從時間t1進行降溫處理；在相變發(fā)生前，降溫曲線可看作一直線；當有相變發(fā)生時，降溫曲線出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(即圖2-1上的t2，Tm點)；當完全實現(xiàn)相轉(zhuǎn)換時，降溫曲線出現(xiàn)第二個轉(zhuǎn)折點(t3，T3點)。假設(shè)材料沒有相變發(fā)生，那么在t2-t3時間內(nèi)，其降溫曲線應(yīng)當沿t1-t2時間內(nèi)降溫曲線的延長線(圖2-1中虛線部分)發(fā)展，仍呈線性變化，但在實際過程中，由于相變的發(fā)生，降溫曲線發(fā)生了轉(zhuǎn)折。設(shè)在時間t2-t3相變期間內(nèi)，相變材料實際降溫與假想無相變降溫的溫差為ΔT，根據(jù)熱力學狀態(tài)函數(shù)與過程無關(guān)的原則，可以得到Hm0＝mcpΔT0，Hmi＝mcpΔTi；所以η＝Hmi/Hm0＝ΔTi/ΔT0，其中，m為熔凍實驗池中相變材料的質(zhì)量；Hm0、Hmi分別為相變材料初始及經(jīng)過i次熔凍實驗后的相變潛熱；cp為相變材料液態(tài)時的恒壓熱容。當保持多次冷凝環(huán)境溫度相同時，則可將所述的相變時間內(nèi)的降溫曲線直線化(參見圖2-1，2-2)，其表達式為η＝Hmi/Hm0＝Δti/Δt0＝(t3i-t2i)/(t30-t20)。因此，本發(fā)明方法可以根據(jù)相變材料在冷凝過程中溫度隨時間變化的曲線來連續(xù)測定其壽命。
本發(fā)明測定相變材料壽命方法的原理如圖2所示(參見圖2-1、2-2)。其中圖2-1是相變材料在第一次冷凝過程中利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄并處理的溫度與時間關(guān)系曲線圖；圖2-2是相變材料在第i次冷凝過程中得到的溫度與時間關(guān)系圖。根據(jù)兩曲線圖中ΔT的不同數(shù)值，便可得到相變材料相變熱的衰變率。
本發(fā)明連續(xù)測定相變材料壽命的測量裝置(參見圖3和4)主要包含承載被測相變材料的熔凍實驗池裝置1，與之相連可連續(xù)多次對相變材料進行熔凍實驗的兩組液流循環(huán)裝置2；兩組液流循環(huán)裝置2中，一組是低溫液流循環(huán)裝置21，其與低溫恒溫浴槽51相連接；另一組是高溫液流循環(huán)裝置22，其與高溫恒溫浴槽52相連接，并且所述的低溫液流循環(huán)裝置21和高溫液流循環(huán)裝置22分別與可切換其輸送設(shè)備起閉的溫控開關(guān)裝置6(以下簡稱溫控開關(guān)6)相連接，溫控開關(guān)6還與溫度測量裝置3相連接；所述的溫控開關(guān)6可以進行溫度設(shè)定，當輸入溫度信號高于溫度的設(shè)定上限，溫控開關(guān)6呈長閉狀態(tài)；當輸入溫度信號低于溫度的設(shè)定下限，溫控開關(guān)6呈長開狀態(tài)；所述的溫度測量裝置3分別與所述的熔凍實驗池裝置1和數(shù)據(jù)采集裝置4相連接。所述的低溫及高溫恒溫浴槽裝置51、52用于儲存加熱或冷卻相變材料的液流介質(zhì)以進行熔凍實驗；所述的低溫及高溫液流循環(huán)裝置21、22用于進行相變材料加熱或冷凍測定實驗的液流循環(huán)流動；所述的溫度測量裝置3用于測定相變材料在整個測定期間溫度變化的即時檢測；所述的數(shù)據(jù)采集裝置4用于采集并記錄相變材料在整個連續(xù)熔凍測定實驗期間內(nèi)溫度隨時間的變化；所述的溫控開關(guān)6用于控制對相變材料熔化或者冷凍測定實驗的轉(zhuǎn)換，即進行所述的低溫及高溫液流循環(huán)裝置21、22的自動切換。
圖3是本發(fā)明相變材料壽命測量裝置一種實施例結(jié)構(gòu)原理框圖。其中，熔凍實驗池裝置1作為承載實驗測定相變材料的主體部分，內(nèi)部插有用于測定溫度的感溫儀器鉑電阻溫度計；鉑電阻溫度計測定的信號通過溫度測量裝置3，向兩個方向傳送，一是傳到數(shù)據(jù)采集裝置4進行數(shù)據(jù)儲存；二是傳到溫控開關(guān)裝置6進行輸送設(shè)備的自動開啟與關(guān)閉，達到冷熱循環(huán)系統(tǒng)的自動切換，當測定溫度高于溫控開關(guān)裝置6設(shè)定的上限溫度(如Tm+10℃)時，將發(fā)出電信號給冷循環(huán)系統(tǒng)中的輸送設(shè)備，冷循環(huán)系統(tǒng)被開啟，相變材料處于降溫凝固階段，同時相變系統(tǒng)溫度降低；當測定溫度低于溫控開關(guān)裝置6設(shè)定的下限溫度(如Tm-10℃)時，冷循環(huán)系統(tǒng)中的輸送設(shè)備停止運轉(zhuǎn)，冷循環(huán)系統(tǒng)關(guān)閉，外套管C(參見圖4)中的冷液會自動回流到低溫恒溫浴槽51，同時，熱循環(huán)系統(tǒng)中輸送設(shè)備開始運轉(zhuǎn)，熱循環(huán)系統(tǒng)被開啟，相變系統(tǒng)溫度開始增高，相變體系進入熔化階段；當測定溫度再次高于設(shè)定溫度(Tm+10℃)時，冷循環(huán)系統(tǒng)自動開啟，熱循環(huán)系統(tǒng)同時自動關(guān)閉，同時，內(nèi)套管B(參見圖4)中的熱液會自動回流到高溫恒溫浴槽52，相變材料又處于降溫凝固階段。感溫儀器時時感受溫度，并發(fā)出信號，相變材料便可實現(xiàn)多次熔凍實驗。在實驗進行之時，通過事先調(diào)節(jié)設(shè)定高溫及低溫恒溫浴槽52、51中液體的溫度值，將相變材料的升、降溫速率控制在2-5℃/min。
圖4是本發(fā)明連續(xù)測定相變材料壽命裝置與圖3所述的方法結(jié)構(gòu)原理對應(yīng)的一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖。其特征是承載被測相變材料的熔凍實驗池裝置1包含(參見圖4)放置相變材料的結(jié)晶玻璃管A及其兩個密閉但開有液流進出口的內(nèi)套管B和外套管C；所述的結(jié)晶玻璃管A長度為150-200mm，外徑25mm，壁厚2mm；結(jié)晶玻璃管A外的對相變材料進行液浴加熱的內(nèi)套管B，同時兼做結(jié)晶玻璃管A的保護套管，玻璃制，長度為130-180mm，內(nèi)徑45mm，壁厚2mm，其熱液進口位于內(nèi)套管B(保護套管，下同)的底部a位置，出口位于內(nèi)套管的頂部b位置；內(nèi)套管B外的對相變材料進行液浴冷卻的外套管C，也是玻璃制，高度為200-250mm，內(nèi)、外套管B、C之間的夾層厚度30mm，其冷液進口位于外套管C底部的c位置，出口位于外套管C的頂部d位置；所述內(nèi)套管B的進液口a穿過所述的外套管C。盡管所述的實施例已經(jīng)給出了具體的數(shù)據(jù)值，但本發(fā)明并不受實施例所給出的數(shù)值限定。低溫恒溫浴槽裝置D(圖3中的51)及高溫恒溫浴槽裝置E(圖3中的52)是一種公知的超級恒溫器裝置；液流循環(huán)裝置包含冷液或低溫液流循環(huán)裝置和熱液高溫液流循環(huán)裝置。兩個液流循環(huán)系統(tǒng)的線路相互閉鎖，即當一路液流循環(huán)系統(tǒng)開啟時，另一路液流循環(huán)系統(tǒng)則關(guān)閉；兩路液流循環(huán)系統(tǒng)分別包括各自的輸送設(shè)備K、L和流量計量設(shè)備(如旋轉(zhuǎn)流量計)；溫度測量裝置F(圖3中的3)包含公知的鉑電阻溫度計G，用以測定相變材料在整個實驗測定期間溫度的變化；數(shù)據(jù)采集裝置H(圖3中的4)也是現(xiàn)有技術(shù)，它可以自動記錄來自測溫裝置F的數(shù)據(jù)信號；公知的溫控開關(guān)I(圖3中的6)的作用是當測定溫度高于其設(shè)定的上限溫度(如Tm+10℃)時，將發(fā)出電信號給冷循環(huán)系統(tǒng)中的輸送設(shè)備，開啟冷循環(huán)系統(tǒng)；當測定溫度低于其設(shè)定的下限溫度(如Tm-10℃)時，冷循環(huán)系統(tǒng)關(guān)閉，熱循環(huán)系統(tǒng)開啟，即自動循環(huán)熔凍系統(tǒng)可以接收來自溫控開關(guān)I的信號，并執(zhí)行相應(yīng)的動作；同時，溫控開關(guān)I也受到溫度測量裝置F的控制。所述的溫度上下限溫度值的設(shè)定取決于被測定材料的性質(zhì)。當熱液循環(huán)系統(tǒng)關(guān)閉后，內(nèi)套管B中的熱液將自動回流到高溫恒溫浴槽E中；同樣道理，當冷液循環(huán)系統(tǒng)關(guān)閉時，外套管C中的冷液將自動回流到低溫恒溫浴槽D中。J為熔凍實驗池裝置1的支架，它應(yīng)當使熔凍實驗池裝置1的水平高度高于所述的冷、熱浴槽D、E的高度，以有利于循環(huán)裝置關(guān)閉后，內(nèi)、外套管B、C中的液流能夠靠重力自動順利回流到所述的冷、熱浴槽D、E內(nèi)。在實驗進行之時，通過事先調(diào)節(jié)設(shè)定的高溫及低溫恒溫浴槽中液體的溫度值，將相變材料的升、降溫速率控制在2-5℃/min。如果升、降溫速率太快，相變材料的相變過程將會過快，使相變不完全；而如果升、降溫速率太慢，將會使實驗時間過長，不利于實驗的連續(xù)測定。
利用本發(fā)明方法和裝置測定相變材料壽命的過程如下已知該相變材料的相變點為Tm，首先調(diào)節(jié)高、低溫恒溫浴槽E、D的溫度分別為Tm+15℃、Tm-15℃，并將溫控開關(guān)裝置I的溫度上限設(shè)定為Tm+10℃，下限為Tm-10℃，然后將一定量(一般可選30g)的相變材料升溫至Tm+15后，置于結(jié)晶玻璃管A中，其內(nèi)的鉑電阻溫度計G將測量出其溫度。由于此時相變材料的溫度高于溫控開關(guān)裝置I的設(shè)定上限溫度，冷液循環(huán)系統(tǒng)中的輸送設(shè)備K被開啟，并通過調(diào)節(jié)流量計大小來控制冷液的流量。此時，外套管C中充滿冷流體，相變體系進入凝固階段；由于冷凝作用，相變體系的溫度將逐漸下降，直到相變體系的溫度下降到溫控開關(guān)裝置I的設(shè)定下限溫度，冷、熱循環(huán)系統(tǒng)自動切換，即冷液循環(huán)系統(tǒng)中的輸送設(shè)備K被關(guān)閉，熱液循環(huán)系統(tǒng)的輸送設(shè)備L開始運行。此時，外套管C中的冷流體依靠重力回流到低溫恒溫浴槽D中，而內(nèi)套管B中逐漸充滿熱流體，相變體系開始進入熔化階段。當溫度再次上升到Tm+10℃時，輸送設(shè)備K開啟，而L關(guān)閉，相變體系開始進入下一個凍、熔過程。在整個實驗過程中相變體系的溫度變化通過鉑電阻溫度計G測定并由數(shù)據(jù)采集裝置H進行記錄和儲存，并且全部測定實驗過程是連續(xù)進行的。最后，根據(jù)相變材料在全部冷凝過程中的溫度隨時間變化曲線，利用所述的公式可確定出該相變材料的壽命。
下面給出一個具體的實施例壽命測定實驗的相變材料配方為相變工質(zhì)材料芒硝85％，填充物海泡石9％，增稠劑海藻酸鈉2％，晶型調(diào)節(jié)劑六偏磷酸鈉1％，成核劑硼砂3％。
已知該相變材料的初始相變點為32.0℃。首先調(diào)節(jié)高、低溫恒溫浴槽E、D(這里選用超級恒溫水浴槽)中水溶液的溫度分別為47.0℃和17℃，并將溫控開關(guān)裝置I的溫度上限設(shè)定為42℃，下限為22℃，然后將30g的相變材料升溫至47.0℃后，置于玻璃管結(jié)晶A中，所述的鉑電阻溫度計G測量出其溫度高于溫控開關(guān)裝置I的設(shè)定上限溫度，將信號傳遞給溫控開關(guān)I，進而指令冷液循環(huán)系統(tǒng)中的輸送設(shè)備離心泵K開啟，并通過調(diào)節(jié)流量計大小來控制水流的流量。此時，外套管C中充滿冷液，相變體系進入凝固階段；由于冷凝作用，相變體系的溫度將逐漸下降，直到體系的溫度下降到溫控開關(guān)裝置I的設(shè)定下限溫度22℃，冷、熱循環(huán)系統(tǒng)自動切換，即離心泵K被關(guān)閉，熱液循環(huán)系統(tǒng)的輸送設(shè)備離心泵L開始運行。此時，外套管C中的水流依靠重力回流到低溫恒溫浴槽D內(nèi)；內(nèi)套管B中充滿熱液，相變體系開始進入熔化階段，當溫度再次上升到42℃時，離心泵K開啟，而L關(guān)閉，相變體系開始進入下一個凍、熔實驗測定過程。在實驗過程中，相變材料的升、降溫速率控制在2℃/min。在實驗過程中，相變體系的溫度變化通過鉑電阻溫度計測定并由數(shù)據(jù)采集裝置H進行記錄和儲存，例如，圖6-1就繪出了該相變材料第一次冷凝過程中利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄并處理的溫度與時間關(guān)系曲線圖；圖6-2是該相變材料在第50次冷凝過程中得到的溫度與時間關(guān)系曲線圖，并且全部測定實驗過程(即第1次到第50次)是連續(xù)進行的，圖5則給出了此相變材料的相變點隨熔凍次數(shù)的變化曲線圖。該圖說明了經(jīng)歷50次熔凍實驗后，此相變體系的相變點沒有發(fā)生漂移，同時也反應(yīng)出此相變體系具有較好的抗衰老性。
最后，根據(jù)相變材料在50次冷凝過程中的溫度隨時間變化曲線，利用所述的公式可確定出該相變材料的壽命即根據(jù)圖6-1，6-2兩個曲線圖中的關(guān)鍵值ΔT的不同數(shù)值，便可計算得到該相變材料相變熱的衰變率為，η＝Hmi/Hm0＝ΔTi/ΔT0＝[29.0-(-14.4)]/[29.3-(-31.3)]＝71.6％。這種計算可以通過計算機或計算器簡單完成。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)測定相變材料壽命的方法，將待測相變材料放入熔凍實驗池中，利用與之相連的冷液和熱液兩組液流循環(huán)裝置對其進行連續(xù)多次熔凍實驗；冷液和熱液兩組液流循環(huán)裝置分別由各自的液流輸送設(shè)備及流量計量設(shè)備構(gòu)成；冷液和熱液兩組液流循環(huán)裝置和與其相連的低、高溫恒溫浴槽共同構(gòu)成了自動循環(huán)熔凍系統(tǒng)；在實驗過程中，利用溫度測量裝置從與之相連接的實驗池中連續(xù)檢測其溫度變化數(shù)據(jù)，并將該采集數(shù)據(jù)同時分別送給與之相連的數(shù)據(jù)采集裝置和溫控開關(guān)裝置，由后者對冷液和熱液兩組液流循環(huán)裝置進行自動切換，而由前者記錄并計算出相變材料溫度隨時間的變化數(shù)值和繪制出該變化曲線，進而依此確定相變材料的相變點及相變熱的相對大小，測定出相變材料的壽命。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)測定相變材料壽命的方法，其特征在于相變材料的相變點及相變熱變化，由相變材料在冷凝過程中溫度隨時間變化曲線所確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)測定相變材料壽命的方法，其特征在于當溫度測定裝置測定的溫度高于溫控開關(guān)裝置設(shè)定的上限溫度(Tm+10℃)時，冷循環(huán)系統(tǒng)中的輸送設(shè)備開始運轉(zhuǎn)，冷循環(huán)系統(tǒng)被開啟；當測定溫度低于溫控開關(guān)裝置設(shè)定的下限溫度(Tm-10℃)時，熱循環(huán)系統(tǒng)中的輸送設(shè)備開始運轉(zhuǎn)，熱循環(huán)系統(tǒng)被開啟；在測定進行之時，通過事先調(diào)節(jié)設(shè)定高溫及低溫恒溫浴槽中液體的溫度值，將相變材料的升、降溫速率控制在2-5℃/min。
4.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1、2或所述方法的連續(xù)測定相變材料壽命的裝置，其特征在于它包含承載被測相變材料的熔凍實驗池裝置(1)，與之相連可連續(xù)多次對相變材料進行熔凍實驗的獨立的兩組液流循環(huán)裝置(2)；所述的兩組液流循環(huán)裝置(2)中的一組是低溫液流循環(huán)裝置(21)，其與低溫恒溫浴槽(51)相連接；另一組是高溫液流循環(huán)裝置(22)，其與高溫恒溫浴槽(52)相連接，并且所述的低溫液流循環(huán)裝置(21)和高溫液流循環(huán)裝置(22)分別與可切換其輸送設(shè)備起閉的溫控開關(guān)裝置(6)相連接；溫控開關(guān)裝置(6)還與溫度測量裝置(3)相連接；溫度測量裝置(3)分別與所述的熔凍實驗池裝置(1)和數(shù)據(jù)采集裝置(4)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)測定相變材料壽命的裝置，其特征在于承載被測相變材料的熔凍實驗池裝置(1)包含放置待測相變材料的結(jié)晶玻璃管(A)及其兩個密閉但開有液流進出口的內(nèi)套管(B)和外套管(C)；所述的結(jié)晶玻璃管(A)的長度為150-200mm，外徑25mm，壁厚2mm，入料口在頂部；所述內(nèi)套管(B)的長度為130-180mm，內(nèi)徑45mm，壁厚2mm，其進液口a位于內(nèi)套管(B)的下部，出液口b位于其上部；所述的外套管(C)高度為200-250mm，夾層厚度30mm；其進液口c位于外套管(C)的下部，出液d口位于其上部；所述內(nèi)套管(B)的進液口a穿過所述的外套管(C)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種連續(xù)測定相變材料壽命的方法將待測相變材料放入熔凍實驗池中，利用冷液和熱液兩組自動循環(huán)熔凍系統(tǒng)對其進行連續(xù)多次熔凍實驗；在實驗過程中，溫度測量裝置連續(xù)檢測其溫度變化數(shù)據(jù)，并將其同時分別送給數(shù)據(jù)采集裝置和溫控開關(guān)裝置，由后者對冷液和熱液兩組自動循環(huán)熔凍系統(tǒng)進行自動切換，而由前者記錄并計算出相變材料溫度隨時間的變化數(shù)值和繪制出該變化曲線，進而依此確定相變材料的相變點及相變熱的相對大小，測定出相變材料的壽命。本發(fā)明連續(xù)測定相變材料壽命的裝置按本發(fā)明方法設(shè)計。本發(fā)明方法取樣多，可自動連續(xù)測量，測定準確，費用較低；本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，操作簡便，使用費用少。
文檔編號G01N25/02GK1474180SQ0312976
公開日2004年2月11日 申請日期2003年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月16日
發(fā)明者任寶山, 艾明星, 宋寶俊, 梁金生, 崔勇, 任翔 申請人:河北工業(yè)大學