系統(tǒng)示意圖。
[0036] 如圖1和圖2所示，本實施形態(tài)的液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭包括用于固定 熱絲12的支架11。參見圖2,該熱絲12連接于第一導(dǎo)線組3~5與第二導(dǎo)線組1~2之 間，且第一導(dǎo)線組3~5穿通于支架11?？蛇x擇性地對第一導(dǎo)線組3~5與第二導(dǎo)線組1~ 2中的各導(dǎo)線通電以采用不同的熱線法進行測溫。
[0037] 具體地，如圖1和圖2所示，第一導(dǎo)線組3~5的梢端從支架11的一端延伸出，第 一導(dǎo)線組3~5的末端從支架11的另一端15、16延伸出以連接于熱絲12的一端或兩端之 間的位置A處(具體參見與圖2所示的第一熱絲6和第二熱絲7的線路連接示意圖)，熱絲 12的另一端與第二導(dǎo)線組1~2的末端相連。
[0038] 又，該第一導(dǎo)線組3~5與第二導(dǎo)線組1~2中的導(dǎo)線（即圖1所示的導(dǎo)線10)的 末端形成為薄片狀、叉狀、勾狀或槽狀的形狀，可有利于與熱絲進行連接。且該第一導(dǎo)線組 3~5與第二導(dǎo)線組1~2的末端通過焊接與熱絲相連。例如，各導(dǎo)線組的末端可具有標記 焊點和固定熱絲的功能。且，在本實施形態(tài)中，熱絲可為直徑10~100微米的鉑絲或鉭絲。 此外，熱絲的表面也可以膜材料進行鍍膜，所述膜材料可為絕緣性好，耐腐蝕且具有高熱導(dǎo) 率的無機非金屬薄膜，如氧化鋁、氧化鋯、氮化鋁、氮化硅等。例如可選擇磁控濺射、電化學 或噴涂等方法鍍氮化鋁膜以適應(yīng)高溫腐蝕性液體的測量。
[0039] 又，在本實施形態(tài)中，支架11由陶瓷材料制成，陶瓷材料包括氧化鋁陶瓷、氧化鋯 陶瓷。支架材料為熱膨脹率低、耐化學腐蝕性好、耐高溫的陶瓷，可應(yīng)用于高溫測量。且支 架11可為分段成型或一體成型的方形柱或圓柱。若支架分段制作，則各段制作完成后可用 高溫無機膠連接固定。此外，第一導(dǎo)線組3~5穿通于所述支架11的內(nèi)部的孔道中或設(shè)于 所述支架的外表面上的溝槽中。在本實施形態(tài)中，為了有效地滿足3種測量原理的實際接 線要求，第一導(dǎo)線組至少包括三根導(dǎo)線。圖3示出了根據(jù)本實用新型的另一實施形態(tài)的液 體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭的線路系統(tǒng)示意圖，其中示出了第一導(dǎo)線組包括4根導(dǎo)線時 的布置。
[0040] 以下，根據(jù)具體實施例進一步說明本實用新型。
[0041] 如圖1所示，支架11可為L形，由耐高溫陶瓷制成，因為支架中要穿通電導(dǎo)線且導(dǎo) 線需要彎折，在陶瓷支架燒結(jié)好后在選定位置打孔，孔徑根據(jù)所選導(dǎo)線的規(guī)格，加工為導(dǎo)線 直徑的1. 2~1. 5倍。
[0042] 陶瓷支架可分段制作，亦可一體成型制作成所設(shè)計的結(jié)構(gòu)，分段制作完成的支架 部件由高溫無機膠粘接固定。
[0043] 支架中所穿導(dǎo)線選用直徑為熱絲直徑10倍以上的鉑絲或者銅絲，導(dǎo)線末端通過 機械加工使其形成薄片狀、叉狀或者溝槽，若薄片狀和叉狀則需標記焊接點。
[0044] 導(dǎo)線穿好后由高溫無機膠粘接固定并封住小孔，通過點焊將所選熱絲焊接在導(dǎo)線 末端薄片上的焊接點上，為保證焊接后的熱絲為繃緊狀態(tài)，需要在焊接時拉緊熱絲，因此所 選熱絲需要有一定的抗拉強度。
[0045] 根據(jù)測試需求，可對熱絲實施磁控濺射鍍膜處理，可選的鍍膜靶材為氧化鋁、氧化 鋯、氮化鋁、氮化硅等熱導(dǎo)率好、耐高溫和耐腐蝕性能好的無機非金屬材料。
[0046] 如圖1，固定支架11的陶瓷蓋14上做與支架截面形狀對應(yīng)的孔，孔的間距與L形 支架下端的寬度相對應(yīng)，以保證支架和另一陶瓷柱13上的孔上下位置對應(yīng)。陶瓷蓋14的 形狀可根據(jù)盛裝樣品的容器設(shè)計為不同的形狀和樣式。
[0047] 導(dǎo)線的穿線方式和焊接點如圖2所示，在導(dǎo)線1、5兩端通電則為單熱絲法；在導(dǎo)線 2、4兩端通電，并將導(dǎo)線2、3和4端分別連入電壓測量儀器或電橋電路則為雙熱絲法；將導(dǎo) 線1、2端或?qū)Ь€3、4端相連，使兩根熱絲同時通電，則為平行雙熱絲法。
[0048] 利用一個本實用新型的測溫探頭實例，結(jié)合自建的測試電路、恒流源和萬用表搭 建的熱線法液體熱物性測試儀，經(jīng)初步試驗可得到較好的測量結(jié)果，下述表1示出了熱導(dǎo) 率測試結(jié)果與標準值的對比。且該測試步驟如下：
[0049] 1.將待測樣品裝入樣品容器；2.將測溫探頭置于樣品中并靜置一段時間；3.開啟 恒流源和萬用表預(yù)熱30分鐘左右；4.打開測試程序，設(shè)置儀表與計算機的通信通道；5.設(shè) 置測試電壓、電流、測試時間、數(shù)據(jù)采集量和數(shù)據(jù)保存路徑；6.點擊計算機上的虛擬按鈕即 開始測試。
[0050] 表1為熱導(dǎo)率測試結(jié)果與標準值的對比：
【主權(quán)項】
1. 一種液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭，其特征在于，包括： 用于固定熱絲的支架； 所述熱絲連接于第一導(dǎo)線組與第二導(dǎo)線組之間； 所述第一導(dǎo)線組穿通于所述支架； 所述第一導(dǎo)線組與所述第二導(dǎo)線組中的各導(dǎo)線選擇性地通電以采用不同的熱線法進 行測溫。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭，其特征在于，所述第一導(dǎo) 線組的梢端從所述支架的一端延伸出，所述第一導(dǎo)線組的末端從所述支架的另一端延伸出 以連接于所述熱絲的一端或兩端之間的位置處，所述熱絲的另一端與所述第二導(dǎo)線組的末 端相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭，其特征在于，所述第一導(dǎo) 線組和第二導(dǎo)線組的末端為薄片狀、叉狀、勾狀或槽狀的形狀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭，其特征在于，所述熱絲為 直徑10~100微米的鉑絲或鉭絲。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭，其特征在于，所述第一導(dǎo) 線組和第二導(dǎo)線組的末端通過焊接與所述熱絲相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭，其特征在于，所述熱絲的 表面以膜材料進行鍍膜，所述膜材料包括無機非金屬材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭，其特征在于，所述支架由 陶瓷材料制成，所述陶瓷材料包括氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭，其特征在于，所述支架為 分段成型或一體成型的方形柱或圓柱。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭，其特征在于，所述第一導(dǎo) 線組穿通于所述支架的內(nèi)部的孔道中或設(shè)于所述支架的外表面上的溝槽中。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭，其特征在 于，所述第一導(dǎo)線組包括三根以上的導(dǎo)線。
【專利摘要】本實用新型提供了一種液體熱物性瞬態(tài)熱線法測溫探頭，包括：用于固定熱絲的支架；所述熱絲連接于第一導(dǎo)線組與第二導(dǎo)線組之間；所述第一導(dǎo)線組穿通于所述支架；所述第一導(dǎo)線組與所述第二導(dǎo)線組中的各導(dǎo)線選擇性地通電以采用不同的熱線法進行測溫。根據(jù)本實用新型，能夠在同一探頭上以不同的熱線法實現(xiàn)熱導(dǎo)率和熱擴散率的測量。
【IPC分類】G01N25-20
【公開號】CN204389424
【申請?zhí)枴緾N201520115165
【發(fā)明人】黃浩軍, 楊莉萍, 徐子君, 雒彩云, 陶冶, 鐘秋, 于惠梅
【申請人】中國科學院上海硅酸鹽研究所
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月17日