專(zhuān)利名稱(chēng)：一種瀝青材料熱物性參數(shù)差式掃描量熱法測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種瀝青材料熱物性參數(shù)差式掃描量熱法測(cè)試裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種道路浙青材料的比熱容測(cè)試，特別是一種浙青材料物性參數(shù)差式掃描量熱法的測(cè)試裝置。技術(shù)背景[0002]浙青路面的溫度研究，離不開(kāi)道路材料熱物性參數(shù)測(cè)試，尤其是浙青及浙青混合料熱物性參數(shù)測(cè)試。[0003]浙青作為一種特殊的道路材料，有著較強(qiáng)的溫度敏感性，低溫時(shí)硬化表現(xiàn)為固態(tài)性質(zhì)，高溫時(shí)軟化則呈現(xiàn)流體性質(zhì)。對(duì)于浙青材料的比熱容系數(shù)測(cè)試，按其所處的物態(tài)可以分別借鑒液體材料的比熱容測(cè)試及非金屬固體材料的比熱容測(cè)試。液體材料常用的比熱容測(cè)試方法有混合法(將已知熱容和溫度的固體與待測(cè)液體混合的方法)、比較法(將待測(cè)液體與已知比熱容的純水在相同的測(cè)量條件下比較的方法)、電脈沖加熱法(通過(guò)電流量熱器加熱測(cè)量試樣升溫及吸收熱量)等。非金屬固體材料的比熱容測(cè)試方法有絕熱量熱法(絕熱環(huán)境下對(duì)固體加熱測(cè)試升溫及吸收熱量)、等溫水量熱法(使固體與不同溫度水進(jìn)行熱交換測(cè)試溫度變化)等。由于浙青是粘性物質(zhì)，易于粘附在各種測(cè)試儀器及固體傳熱介質(zhì)表面， 造成操作不便，難于清洗的困擾。浙青本身屬于易燃物質(zhì)，加熱傳熱方式的選取不當(dāng)反而有不良后果。試驗(yàn)時(shí)，傳熱過(guò)程中浙青材料的物態(tài)變化，對(duì)測(cè)試方法及測(cè)試結(jié)果的影響不易計(jì)笪ο[0004]現(xiàn)有的浙青比熱容測(cè)試，都是在較窄的溫度范圍，借助以上方法的嘗試性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果可信度欠缺，參考性較低。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]針對(duì)上述浙青材料按不同物態(tài)選取不同測(cè)試方法，且浙青材料的特殊性對(duì)測(cè)試方法的限制等不足，本實(shí)用新型提供了一種浙青材料物性參數(shù)差式掃描量熱法的測(cè)試裝置。 該裝置為高精度輻射加熱，加熱溫度可精密控制；所測(cè)試樣取量很少，置于清潔玻璃皿中， 適用于固體及粘稠性液體材料；采用比較法同時(shí)測(cè)試試樣及參考樣，降低測(cè)試誤差，增加數(shù)據(jù)可信度。該裝置適合于浙青材料的比熱容測(cè)試，能很好解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。[0006]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。[0007]—種浙青混合料物性參數(shù)差式掃描量熱法的測(cè)試裝置，包括至少一臺(tái)測(cè)試儀，及設(shè)置在測(cè)試儀中的試樣，所述測(cè)試儀中分別設(shè)置有傳感器和加熱片，所述傳感器與溫差檢測(cè)線路相連接，所述加熱片和溫差檢測(cè)線路分別與溫度控制器相連，溫度控制器連接計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)連接打印機(jī)。[0008]進(jìn)一步的，所述測(cè)試儀設(shè)置有兩個(gè)測(cè)試控制室，分別放置試樣和參考樣。[0009]與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果[0010]I)試驗(yàn)裝置的測(cè)試儀采用插式掃描量熱儀，屬于高精度儀器，要求測(cè)試試樣不超多5mg，且置于特制玻璃皿中，方便操作，易于清洗，同時(shí)適用于固體及液體試樣，測(cè)試原理不受物態(tài)限制，因而適合于浙青材料測(cè)試。[0011]2)該裝置通過(guò)溫度控制器，實(shí)現(xiàn)精密加熱控制，保證測(cè)試過(guò)程中的試樣的安全性。 同時(shí)借住溫差檢測(cè)線路實(shí)現(xiàn)同條件下的參考樣測(cè)試，使試樣與參考樣對(duì)比，提高測(cè)試精度， 數(shù)據(jù)的可靠度。[0012]3)試驗(yàn)原理簡(jiǎn)單易懂，實(shí)驗(yàn)裝置借助計(jì)算機(jī)軟件記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算，操作方便。

[0013]圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。[0014]圖中，I、測(cè)試儀；2、傳感器；3、加熱片；4、溫度控制器；5、溫差檢測(cè)線路；6、計(jì)算機(jī)；7、打印機(jī)。
具體實(shí)施方式
[0015]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做具體說(shuō)明如下[0016]如圖I所示，一種浙青材料物性參數(shù)差式掃描量熱法的測(cè)試裝置，包括至少一臺(tái)測(cè)試儀1，及設(shè)置在測(cè)試儀I中的試樣，其中測(cè)試儀I中分別設(shè)置有傳感器2和加熱片3， 傳感器2與溫差檢測(cè)線路5相連接，加熱片3和溫差檢測(cè)線路5分別與溫度控制器4相連， 溫度控制器4連接計(jì)算機(jī)6,計(jì)算機(jī)6連接打印機(jī)7。[0017]本裝置中，測(cè)試儀I設(shè)置有兩個(gè)測(cè)試控制室，分別放置試樣和參考樣。[0018]測(cè)試時(shí)，將試樣和參考樣分別置于測(cè)試儀I中，將裝置中溫度控制器4分別與計(jì)算機(jī)6、加熱片3、溫差檢測(cè)線路5連接好，開(kāi)啟加熱片3，通過(guò)溫度控制器4控制溫度，進(jìn)行測(cè)試。[0019]I、測(cè)試要求[0020]測(cè)試儀采取差式掃描量熱儀(DSC):依據(jù)測(cè)量方法的不同，又分為功率補(bǔ)償型DSC 和熱流型DSC (區(qū)別在于前者試樣和參考物分別位于兩個(gè)控制室中，由兩個(gè)不同的電熱片加熱；后者則將試樣和參考物置于同一控制室，由一塊電熱片加熱)，按照功率補(bǔ)償型差式掃描量熱儀，配置計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件使用。[0021]2、方法原理[0022]功率補(bǔ)償型DSC，是通過(guò)程序控溫，使放置試樣和參考物的兩個(gè)控制室升溫或降溫，另一個(gè)控制室用于補(bǔ)償試樣和參考物之間所產(chǎn)生的溫差，在保證試樣和參考物溫度相同的前提下，測(cè)量每單位時(shí)間輸給兩者的熱能功率差與溫度的關(guān)系，以熱流率dH/dt結(jié)合質(zhì)量計(jì)算比熱容。[0023]3、試樣要求及制備[0024]I)試樣要求[0025]DSC屬高精密儀器，要求試樣質(zhì)量不宜超過(guò)5mg，需采用高精度(萬(wàn)分之一克)天平進(jìn)行試樣稱(chēng)取。為保證稱(chēng)量準(zhǔn)確性，取樣過(guò)程需用鑷子夾取，不能直接用手，防止手上的汗液或雜質(zhì)粘附于試樣表面。[0026]2)試樣制備[0027]首先將少量浙青加熱至熔融狀態(tài)，用鑷子尖蘸取微量浙青，待浙青冷卻凝固后，用小刀將鑷子尖上的浙青刮下，并使其呈圓團(tuán)狀，然后利用萬(wàn)分之一克天平稱(chēng)取其質(zhì)量，精確至O. Img0試樣稱(chēng)取完畢后，將試樣置于試樣皿中成型。[0028]試樣皿是DSC配套的專(zhuān)用試樣皿，包括試樣皿盒和試樣皿蓋兩部分。成型時(shí),將樣品放于試樣皿盒中間，然后用鑷子蓋上試樣皿蓋，并移至DSC試樣皿專(zhuān)用密封成型儀上，用力按下成型桿，隨后取出試樣皿，試樣制備完畢。[0029]3)試驗(yàn)步驟[0030]根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x取相應(yīng)溫度范圍，測(cè)試該溫度范圍內(nèi)浙青試樣的比熱。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理將掃描程序分為三段初期恒溫、中間升溫、末期恒溫。在初期恒溫保持2min ;中間升溫掃描即從初期恒溫升至末期恒溫，掃描速率為10°C /min ;末期恒溫保持2min，整個(gè)掃描試驗(yàn)過(guò)程一般歷時(shí)25min。具體試驗(yàn)步驟如下[0031]啟動(dòng)DSC,待加熱穩(wěn)定后即可開(kāi)始掃描。掃描前需先設(shè)置DSC爐子溫度,一般設(shè)置爐溫應(yīng)接近室溫，以免爐溫與外界溫度溫差過(guò)大，進(jìn)行試樣取放時(shí)產(chǎn)生水汽而損壞儀器。[0032]基線掃描將爐溫設(shè)置好后，把新壓制好的兩個(gè)空皿分別放入試樣爐和參比爐中， 按初期恒溫、中間升溫、末期恒溫的溫度掃描程序進(jìn)行基線掃描。[0033]樣品掃描在爐子達(dá)到設(shè)置溫度時(shí)，將左邊試樣爐中的空皿取出，將待測(cè)樣品皿放入左爐中，將右邊試樣爐中的空皿取出，將參比物(如藍(lán)寶石)樣品皿放入右爐中，按與基線掃描程序相同的程序進(jìn)行掃描。[0034]樣品質(zhì)量由于物質(zhì)吸熱量大小與質(zhì)量密切相關(guān)。在DSC試驗(yàn)中，雖要求每個(gè)試樣質(zhì)量在f 5mg，但成型時(shí)每個(gè)試樣質(zhì)量還是有差異的，為了消除試樣質(zhì)量不同引起的熱流差異，在進(jìn)行熱流分析時(shí)，儀器會(huì)將試樣熱流數(shù)據(jù)換算成單位質(zhì)量的熱流，以使不同試驗(yàn)數(shù)據(jù)間具有橫向、縱向可比性。[0035]數(shù)據(jù)保存每個(gè)掃描過(guò)程中，計(jì)算機(jī)將以文件形式將給出熱流率隨溫度變化曲線， 保存文件，需要時(shí)，借助打印機(jī)打印曲線圖。[0036]從文件中讀出空皿、試樣及參比物的熱流率值分別為Y1及y2，并結(jié)合參比物的比熱容值和兩者質(zhì)量，通過(guò)下式計(jì)算試樣的比熱容值[0037]CPi =m2(y2-y0)c (Vi -Λ) _v2[0038]式中= Cp2 參比物的比熱容值，J/g · K。[0039]Hl1試樣的質(zhì)量，go[0040]m2參比物的質(zhì)量，go[0041]y0-空皿的熱流率值，O. 001W。[0042]Yi-試樣的熱流率值，O. 001W。[0043]y2-參比物的熱流率值，O. 001W。[0044]以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變形，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍因由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種浙青材料熱物性參數(shù)差式掃描量熱法的測(cè)試裝置，包括至少一臺(tái)測(cè)試儀(1)，及設(shè)置在測(cè)試儀(I)中的試樣，其特征在于所述測(cè)試儀(I)中分別設(shè)置有傳感器(2)和加熱片(3 )，所述傳感器(2 )與溫差檢測(cè)線路(5 )相連接，所述加熱片(3 )和溫差檢測(cè)線路(5 )分別與溫度控制器(4)相連，溫度控制器(4)連接計(jì)算機(jī)(6)，計(jì)算機(jī)(6)連接打印機(jī)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浙青混合料物性參數(shù)差式掃描量熱法的測(cè)試裝置，其特征在于所述測(cè)試儀(I)設(shè)置有兩個(gè)測(cè)試控制室，分別放置試樣和參考樣。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種瀝青材料物性參數(shù)差式掃描量熱法的測(cè)試裝置，包括至少一臺(tái)測(cè)試儀，及設(shè)置在測(cè)試儀中的試樣，所述測(cè)試儀中分別設(shè)置有傳感器和加熱片，所述傳感器與溫差檢測(cè)線路相連接，所述加熱片和溫差檢測(cè)線路分別與溫度控制器相連，溫度控制器連接計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)連接打印機(jī)。該裝置解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，采取差式掃描量熱法的測(cè)試裝置測(cè)試瀝青混合料物性參數(shù)，其測(cè)試數(shù)據(jù)精確，裝置使用方便。
文檔編號(hào)G01N25/20GK202814901SQ20122048371
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者張倩, 李彥偉 申請(qǐng)人:西安建筑科技大學(xué), 石家莊市環(huán)城公路建設(shè)指揮部辦公室