一種用于瀝青混合料馬歇爾試件比熱容參數(shù)的測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于公路工程領(lǐng)域，具體涉及一種用于瀝青混合料馬歇爾試件比熱容參數(shù)的測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]比熱容是瀝青混合料和相關(guān)改性劑的主要熱性質(zhì)參數(shù)之一，也是調(diào)溫效果分析必需的材料參數(shù)之一，但相關(guān)研宄較少。目前，比熱容的測量還沒有國際標(biāo)準(zhǔn)，對于較小量的固體，最常用的方法是通過DSC試驗(yàn)計(jì)算比熱容，通常適用于粒徑小于6mm、質(zhì)量不超過20mg的固體。稍大一點(diǎn)的固體，約5-10g，參比溫度法更接近實(shí)際情況，可以得到更精確的數(shù)值。然而，對于瀝青混合料這種固態(tài)混合物，DSC試驗(yàn)和參比溫度法雖說可以得出其組成部分各自的比熱容，但對于整體而言，顯然不能得出?；旌狭系谋葻崛萦峙c其級配、孔隙率、空隙率、干密度等有關(guān)，故不能用各組分比熱容進(jìn)行加權(quán)平均。因而只能用一般的試驗(yàn)規(guī)程中對標(biāo)準(zhǔn)固體比熱容試驗(yàn)所采用的固液混合的方法進(jìn)行測試。
[0003]瀝青混合料比熱容測定主要使用馬歇爾試件。在實(shí)際試驗(yàn)中，待水與熱容器的整體溫度穩(wěn)定后，將馬歇爾試件投入高溫的水中，熱交換完成后兩者會達(dá)到相同的溫度。水溫和馬歇爾試件初始溫度是已知的，修正始末溫度后通過熱量守恒，計(jì)算出固體的比熱容。然而此方法存在許多缺點(diǎn):(I)試驗(yàn)建立在默認(rèn)材料比熱容是一個常數(shù)的基礎(chǔ)上，且只適用于固體試件溫度變化比較小的情況，無法得出在某一溫度下準(zhǔn)確的比熱容。(2)試驗(yàn)方法較為粗糙，數(shù)據(jù)精度不足，結(jié)果穩(wěn)定性、再現(xiàn)性較差，計(jì)算得出的數(shù)值較為離散，可靠度不足。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服了現(xiàn)有技術(shù)的諸多缺點(diǎn)，在標(biāo)準(zhǔn)的固液混合測定比熱容試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，提供了一種用于瀝青混合料馬歇爾試件比熱容參數(shù)的測試裝置，該測試裝置具有較好的保溫性能，熱量損失也可以通過實(shí)測的數(shù)值表征，且結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，試驗(yàn)操作簡便、測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種用于瀝青混合料馬歇爾試件比熱容參數(shù)的測試裝置，包括雙層保溫桶，雙層保溫桶包括外層保溫桶和設(shè)置在外層保溫桶內(nèi)的內(nèi)層保溫桶；其中，外層保溫桶為一端開口的圓柱桶，外層保溫桶的開口端設(shè)置有外層保溫桶蓋，外層保溫桶蓋與外層保溫桶的開口端通過周向設(shè)置的若干外層保溫桶蓋扣環(huán)扣合，外層保溫桶的側(cè)壁上設(shè)置有數(shù)據(jù)輸出接P ；
[0007]內(nèi)層保溫桶為一端開口的圓柱桶，內(nèi)層保溫桶的開口端由內(nèi)至外依次設(shè)置有內(nèi)層保溫桶內(nèi)桶蓋和內(nèi)層保溫桶外桶蓋，測試時，瀝青混合料馬歇爾試件設(shè)置在內(nèi)層保溫桶內(nèi)；
[0008]外層保溫桶的內(nèi)腔及其內(nèi)壁上，內(nèi)層保溫桶內(nèi)腔頂部、底部及其內(nèi)壁外壁上均設(shè)置有熱電阻傳感器，所有熱電阻傳感器均通過熱電阻導(dǎo)線穿過數(shù)據(jù)輸出接口后依次與XSL系列巡檢儀及電子計(jì)算機(jī)相連。
[0009]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:外層保溫桶還包括塑料泡沫支座，內(nèi)層保溫桶放置在該塑料泡沫支座上。
[0010]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:內(nèi)層保溫桶還包括包裹在其外部的保溫棉。
[0011]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:內(nèi)層保溫桶還包括設(shè)置在內(nèi)層保溫桶內(nèi)的PVC支座，測試時，瀝青混合料馬歇爾試件放置在該P(yáng)VC支座上。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:該測試裝置設(shè)置有兩組雙層保溫桶:一組為熱交換桶，作為試驗(yàn)組；一組為對比桶，作為對比組，是針對內(nèi)層保溫桶內(nèi)水溫的測量。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:試驗(yàn)組中，外層保溫桶內(nèi)腔及其內(nèi)壁上，內(nèi)層保溫桶內(nèi)腔頂部底部及其內(nèi)壁外壁上，以及瀝青混合料馬歇爾試件內(nèi)均設(shè)置有熱電阻傳感器，該七個熱電阻傳感器均通過熱電阻導(dǎo)線穿過數(shù)據(jù)輸出接口后依次與XSL系列巡檢儀及電子計(jì)算機(jī)相連；
[0014]對比組中，外層保溫桶內(nèi)腔及其內(nèi)壁上，內(nèi)層保溫桶內(nèi)腔頂部底部及其內(nèi)壁外壁上，以及水中均設(shè)置有熱電阻傳感器，該七個熱電阻傳感器通過熱電阻導(dǎo)線穿過數(shù)據(jù)輸出接口后依次與XSL系列巡檢儀及電子計(jì)算機(jī)相連；
[0015]此外，空氣中還設(shè)置有一個與XSL系列巡檢儀相連的熱電阻傳感器，用以測量環(huán)境溫度。
[0016]本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于:外層保溫桶和內(nèi)層保溫桶內(nèi)壁上均設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)支架及其卡托，外層保溫桶內(nèi)壁和內(nèi)層保溫桶內(nèi)外壁上均開設(shè)有卡槽；其中，外層保溫桶和內(nèi)層保溫桶內(nèi)腔的熱電阻傳感器設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)支架伸出端的卡托中，外層保溫桶內(nèi)壁上的和內(nèi)層保溫桶內(nèi)外壁上的熱電阻傳感器均設(shè)置在卡槽內(nèi)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0018]I)本實(shí)用新型在標(biāo)準(zhǔn)的固液混合測定比熱容試驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，增加了一個外層保溫桶，能更好地控制熱交換過程的熱量傳遞及傳導(dǎo)情況，保溫性能增強(qiáng)。
[0019]2)本實(shí)用新型雙層保溫桶布設(shè)的傳感器可監(jiān)測得出:本實(shí)用新型雙層保溫桶具有良好的保溫性能；外層保溫桶以內(nèi)(包括外層保溫桶內(nèi)壁)的系統(tǒng)保溫狀況良好，內(nèi)部總熱量保持恒定；水溫?fù)p失全部被系統(tǒng)內(nèi)部吸收，且熱交換過程不受環(huán)境溫度變化影響；在熱交換過程中保持熱量守恒，兩組保溫桶的保溫性能基本一致。
[0020]3)對于整個保溫系統(tǒng)來說，熱交換過程中的水溫?fù)p失是可控的，水溫降低過程中釋放的熱量包括兩部分，一部分用來熱交換，另一部分則全部被系統(tǒng)吸收。
[0021]4)根據(jù)其良好的、一致的保溫性能，設(shè)置了熱交換桶和對比桶，可以認(rèn)為對比桶的水溫下降釋放的熱量全部供給了系統(tǒng)，并通過對比桶的設(shè)計(jì)修正系統(tǒng)吸熱帶來的熱量損失。
[0022]5)本實(shí)用新型雙層保溫桶自帶熱電阻，省去了原試驗(yàn)需自己動手布設(shè)傳感器的麻煩，且熱電阻均以卡槽的形式布設(shè)在桶和保溫棉中，可隨時打開卡槽更換，方便快捷；內(nèi)層保溫桶中部可旋轉(zhuǎn)支架下部用導(dǎo)線懸掛卡托中的熱電阻也可拆卸，且可旋轉(zhuǎn)支架使用便捷。
[0023]6)本實(shí)用新型內(nèi)層保溫桶桶蓋由內(nèi)桶蓋和外桶蓋組成，保溫性能良好；兩蓋之間并未加密封圈，若加了密封圈，保溫桶裝熱水并擰緊桶蓋若干小時后，桶內(nèi)溫度有所減少，氣壓也相應(yīng)減少，這樣，外面的大氣壓力會使桶蓋無法打開。
[0024]7)本實(shí)用新型雙層保溫桶熱電阻通過導(dǎo)線連接至XSL系列巡檢儀，再將數(shù)據(jù)傳輸至電子計(jì)算機(jī)，可在計(jì)算機(jī)顯示屏上直觀地顯示出整個系統(tǒng)在試驗(yàn)過程中的實(shí)時溫度變化情況，數(shù)據(jù)可全程記錄儲存；試驗(yàn)完成剛后導(dǎo)線可隨時拔取，便于存放。
[0025]8)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、價格低廉，試驗(yàn)操作簡便、測試結(jié)果精確可靠。
【附圖說明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為外層保溫桶的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為外層保溫桶外壁的數(shù)據(jù)輸出接口示意圖；
[0029]圖4為內(nèi)層保溫桶的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中標(biāo)號代表:1一外層保溫桶，11—外層保溫桶蓋，12—外層保溫桶蓋扣環(huán)，13-塑料泡沫支座，14一數(shù)據(jù)輸出接口，15—可旋轉(zhuǎn)支架；
[0031]2—內(nèi)層保溫桶，21—內(nèi)層保溫桶外桶蓋，22—內(nèi)層保溫桶內(nèi)桶蓋，23—內(nèi)層保溫桶手柄，24—保溫棉，25—PVC支座；
[0032]3一浙青混合料馬歇爾試件，4一熱電阻導(dǎo)線，5一卡槽，6—卡托。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0034]瀝青混合料馬歇爾試件比熱容測試試驗(yàn)采用熱水和低溫試件熱交換的方式測定材料比熱容。用對比桶測試結(jié)果準(zhǔn)確得出系統(tǒng)內(nèi)部吸收的一部分熱量，用熱交換桶測試結(jié)果得出的是水溫降低釋放的總熱量，由二者得出與試件之間交換的有效熱量，以此得出比熱容參數(shù)，同時提高測試精度。另外，控制整個熱交換過程的持續(xù)時間，保證其在局部系統(tǒng)尚有保溫能力時進(jìn)行。
[0035]遵從上述技術(shù)方案，如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型一種用于瀝青混合料馬歇爾試件比熱容參數(shù)的測試裝置，包括雙層保溫桶，雙層保溫桶包括外層保溫桶I和設(shè)置在外層保溫桶I內(nèi)的內(nèi)層保溫桶2，外層保溫桶I為局部系統(tǒng)的保溫性能提供進(jìn)一步的支持，阻止內(nèi)層保溫桶2與外部環(huán)境直接發(fā)生熱交換，使系統(tǒng)內(nèi)部的熱量不至耗散出系統(tǒng)外部，或使熱量損失減小到較少，可以忽略不計(jì)，以此來滿足試驗(yàn)所要求的絕熱環(huán)境或在一定時間內(nèi)的熱量散失能夠得到控制；其中，外層保溫桶I為一端開口的圓柱桶，外層保溫桶I的開口端設(shè)置有外層保溫桶蓋11，外層保溫桶蓋11與外層保溫桶I的開口端通過周向設(shè)置的若干外層保溫桶蓋扣環(huán)12扣合，外層保溫桶I的側(cè)壁上設(shè)置有數(shù)據(jù)輸出接口 14，外層保溫桶I內(nèi)設(shè)置有塑料泡沫支座13，塑料泡沫支座13的高度根據(jù)內(nèi)層保溫桶2的高度及外層保溫桶I內(nèi)高，使內(nèi)層保溫桶2置于外層保溫桶I的中心來確定，表面積小于內(nèi)層保溫桶2的底面積；塑料泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)較低，認(rèn)為內(nèi)層保溫桶2從側(cè)面桶壁向空腔均勻輻射熱量。
[0036]內(nèi)層保溫桶2為一端開口的圓柱桶，內(nèi)層保溫桶2作為熱交換和盛裝熱水的容器，內(nèi)層保溫桶2的開口端由內(nèi)至外依次設(shè)置有內(nèi)層保溫桶內(nèi)桶蓋22和內(nèi)層保溫桶外桶蓋21，內(nèi)層保溫桶2的外部包裹有2cm厚的保溫棉24，內(nèi)層保溫桶2內(nèi)設(shè)置有PVC支座25上，測試時，內(nèi)層保溫桶2放置在該塑料泡沫支座13上，瀝青混合料馬歇爾試件3放置在該P(yáng)VC支座25上，PVC支座25的高度根據(jù)使瀝青混合料馬歇爾試件3居于內(nèi)層保溫桶2中心來確定；PVC導(dǎo)熱系數(shù)也較低，其熱交換可忽略不計(jì)；通過巡檢儀與計(jì)算機(jī)實(shí)時記錄并保存熱交換過程中水溫與試件溫度的變化情況，由此通過熱量守恒計(jì)算出每一時刻溫度下馬歇爾試件的比熱容