專利名稱：混凝土熱擴(kuò)散率測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種混凝土熱擴(kuò)散率測(cè)定裝置。
背景技術(shù)：
目前公開的混凝土熱擴(kuò)散率的測(cè)定方法有兩種，分別是由中華人民共和國(guó)水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》(SL352-2006)規(guī)定的測(cè)定方法(簡(jiǎn)稱為SL352法)和由公開號(hào)為CN101915776的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)“混凝土熱擴(kuò)散率的測(cè)定方法及試驗(yàn)裝置”公開并載入中華人民共和國(guó)建筑行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《混凝土熱物理參數(shù)測(cè)定儀》(JG/T329-2011)的測(cè)定方法(簡(jiǎn)稱為BYR法)。它們分別是在同溫體試件外營(yíng)造一個(gè)溫度更低或更高的恒溫水環(huán)境，使同溫體試件自中心向表面形成一個(gè)穩(wěn)定的正向或逆向的熱擴(kuò)散過程，從而通過對(duì)該熱擴(kuò)散過程中試件中心的溫度差-時(shí)間關(guān)系的測(cè)定并對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行處理后計(jì)算出熱擴(kuò)散率。所說同溫體試件是將試件置于某一環(huán)境溫度下經(jīng)熱擴(kuò)散的作用使其中心溫度與表面溫度(與其所處環(huán)境溫度相同)趨同時(shí)形成的，此時(shí)其中心溫度和表面溫度接近，并分別是試件中溫度場(chǎng)分布的兩個(gè)極限值。測(cè)定時(shí)試件所處的環(huán)境水溫所要控制達(dá)到的恒溫溫度稱作熱擴(kuò)散環(huán)境溫度，同溫體試件的溫度與熱擴(kuò)散環(huán)境溫度的差值為該測(cè)定的初始溫差。為配合所提供的測(cè)定方法，發(fā)明專利申請(qǐng)CN101915776還提出了相應(yīng)的測(cè)定裝置，該“測(cè)定裝置中有試驗(yàn)桶、恒溫循環(huán)水槽和溫度測(cè)控系統(tǒng)，其中同溫體試件制裝置是其中介質(zhì)溫度為30°C以下的腔室或水槽；恒溫循環(huán)水槽是為實(shí)現(xiàn)測(cè)定環(huán)境的熱恒溫循環(huán)水槽，試驗(yàn)桶與熱恒溫循環(huán)水槽之間通過水管和水泵連接成水循環(huán)系統(tǒng)；所說溫度測(cè)控系統(tǒng)包括水循環(huán)系統(tǒng)中安裝的測(cè)定環(huán)境溫度傳感器和與電加熱器、測(cè)定環(huán)境溫度傳感器電信號(hào)連接的恒溫控制電路，還包括試件中心埋設(shè)的溫度傳感器與試件中心溫度傳感器電信號(hào)連接的溫度-時(shí)間記錄裝置?！卑l(fā)明專利申請(qǐng)CN101915776所公開的方法和裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是克服傳統(tǒng)測(cè)定方法(SL352方法)因高溫同溫體試件在較低溫度的恒溫環(huán)境溫度進(jìn)行熱擴(kuò)散測(cè)定而所要采用的恒溫循環(huán)水的測(cè)定裝置的實(shí)現(xiàn)受制于制冷方式對(duì)恒溫?zé)釘U(kuò)散溫度的誤差控制所存在的諸多不足以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、省時(shí)、提高測(cè)量精度和降低成本等目標(biāo)。研究表明，在不同恒溫溫度下的熱擴(kuò)散過程中，混凝土的熱擴(kuò)散率有所不同。同時(shí)，在一定溫度范圍內(nèi)(10°C 70°C)的熱擴(kuò)散過程中熱擴(kuò)散率與溫度可呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系。因此對(duì)于需要獲得較高精度的熱擴(kuò)散率時(shí)，就需要在不同恒溫溫度下、多次進(jìn)行熱擴(kuò)散過程的測(cè)定以獲得混凝土應(yīng)用溫度段(通常為10°C 70°C )的熱擴(kuò)散率特性，如在 15°C、30°C、45°C、60V 4個(gè)溫度點(diǎn)、每個(gè)溫度點(diǎn)重復(fù)進(jìn)行3次測(cè)定。但由于現(xiàn)有兩種測(cè)定方法，即SL352法和BYR法都要求被測(cè)試件保持足夠大的起止溫差，即同溫體試件的溫度和測(cè)定時(shí)恒溫環(huán)境的溫度之間的差值要足夠大，以保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。這是因?yàn)?，溫差θ的誤差Δ θ所引起的被測(cè)混凝土的熱擴(kuò)散率的相對(duì)誤差Δ α/α為
權(quán)利要求
1.一種混凝土熱擴(kuò)散率測(cè)定裝置，測(cè)定裝置中有試驗(yàn)桶、恒溫循環(huán)水供給裝置、溫度測(cè)控與運(yùn)行控制系統(tǒng)；所說試驗(yàn)桶是放置被測(cè)試件并使試件表面形成循環(huán)水包裹的恒溫?zé)釘U(kuò)散環(huán)境的容器；所說恒溫循環(huán)水供給裝置是向試驗(yàn)桶提供測(cè)試過程所需的恒溫循環(huán)水的裝置，安裝有電致熱交換裝置和循環(huán)水驅(qū)動(dòng)裝置，恒溫循環(huán)水供給裝置連接有溫度測(cè)控與運(yùn)行控制系統(tǒng)；所說的溫度測(cè)控與運(yùn)行控制系統(tǒng)是包括埋設(shè)在試件中心的溫度傳感器、設(shè)置于試驗(yàn)桶中的環(huán)境水溫傳感器、溫度-時(shí)間記錄裝置、與電致熱交換裝置連接的溫度控制裝置和與循環(huán)水驅(qū)動(dòng)裝置連接的水循環(huán)控制裝置構(gòu)成的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其中各傳感器為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入裝置，溫度-時(shí)間記錄裝置為系統(tǒng)的存儲(chǔ)器的一部分，溫度控制裝置、水循環(huán)控制裝置為系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中還有人工數(shù)據(jù)輸入裝置用以人工輸入預(yù)定的恒溫?zé)釘U(kuò)散環(huán)境溫度；其特征是所說恒溫循環(huán)水供給裝置中的電致熱交換裝置由大功率與小功率兩套電加器和一套小功率電制冷器組成，其中大功率電加熱器連接溫度控制裝置中的開關(guān)機(jī)構(gòu)，其加熱功率大于在5min以內(nèi)使循環(huán)水升溫至恒溫?zé)釘U(kuò)散環(huán)境溫度所需要的熱量；小功率電加熱器和小功率電制冷器連接溫度控制裝置中的功率控制機(jī)構(gòu)，小功率電加熱器的最大加熱功率大于測(cè)定過程中試件最大吸熱功率、循環(huán)水對(duì)裝置及環(huán)境的熱交換的最大放熱功率之和，小功率電制冷器的最大制冷功率大于測(cè)定過程中循環(huán)水對(duì)裝置及環(huán)境的熱交換的最大放熱功率、循環(huán)水流動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能的放熱功率之和；恒溫循環(huán)水供給裝置對(duì)試驗(yàn)桶內(nèi)循環(huán)水的溫度控制誤差小于測(cè)定裝置的最小允許起始溫差的1%，開關(guān)機(jī)構(gòu)的靈敏度在測(cè)定裝置的最小允許起始溫差的0. 3°C。
2.如權(quán)利要求1所述的混凝土熱擴(kuò)散率測(cè)定裝置，其特征是大功率電加熱器是由多個(gè)小功率電加熱器組成的，溫度控制用的小功率電加熱器是其中之一。
3.如權(quán)利要求1所述的混凝土熱擴(kuò)散率測(cè)定裝置，其特征是小功率電制冷器的蒸發(fā)管置于試驗(yàn)桶內(nèi)的同溫體試件下方。
4.如權(quán)利要求1或3所述的混凝土熱擴(kuò)散率測(cè)定裝置，其特征是所說小功率電制冷器的最大功率為300W以下。
5.如權(quán)利要求1所述的混凝土熱擴(kuò)散率測(cè)定裝置，其特征是工作狀態(tài)下所用恒溫循環(huán)水的總體積是試驗(yàn)桶容積與標(biāo)準(zhǔn)試件體積之差的2倍以內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的混凝土熱擴(kuò)散率測(cè)定裝置，其特征是大功率電加熱器、小功率電加熱器是串聯(lián)的管道電熱器，小功率電制冷器的蒸發(fā)管覆蓋在管道電熱器管壁外，蒸發(fā)管外包裹絕熱層。
全文摘要
本發(fā)明提供的混凝土熱擴(kuò)散率測(cè)定裝置，在恒溫循環(huán)水供給裝置中有大、小功率電加熱器[27]和小功率電制冷器[26]各一套，其中大功率電加熱器的加熱功率大于在5min以內(nèi)使循環(huán)水升溫至恒溫?zé)釘U(kuò)散環(huán)境溫度所需要的熱量；小功率電加熱(制冷)器連接溫度控制裝置中的功率控制機(jī)構(gòu)[F11、F21]；恒溫循環(huán)水供給裝置對(duì)環(huán)境水溫的控制誤差小于測(cè)定裝置的最小允許起始溫差的1％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以快速提升環(huán)境水溫而實(shí)現(xiàn)多溫段測(cè)定；可以在低于裝置環(huán)境溫度的熱擴(kuò)散環(huán)境溫度點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，實(shí)現(xiàn)全溫段測(cè)定。同時(shí)提高了環(huán)境水溫的控制精度，從而雖然縮小了起始溫差仍能達(dá)到測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)所要求的測(cè)定誤差最小值。
文檔編號(hào)G01N25/20GK102288642SQ20111025156
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者周岳年, 王波, 諸華豐, 邱偉明, 魏軍 申請(qǐng)人:舟山市博遠(yuǎn)科技開發(fā)有限公司