一種真空絕熱熱量計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種氧彈熱量計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種真空絕熱熱量計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 氧彈熱量計(jì)是用于測(cè)定固體、液體燃料熱值的計(jì)量?jī)x器?；驹硎?一定量的燃 燒熱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)苯甲酸在熱量計(jì)的氧彈內(nèi)燃燒，放出的熱量使整個(gè)量熱系統(tǒng)(包括內(nèi)筒、內(nèi)筒 中的水或其它介質(zhì)、氧彈、攪拌器、溫度計(jì)等）由初態(tài)溫度Τα升到末態(tài)溫度TB，然后將一定量 的被測(cè)物質(zhì)再與上述相同條件進(jìn)行燃燒測(cè)定。由于使用的熱量計(jì)相同，而且量熱體系溫度 變化又一致，因而可以得到被測(cè)物質(zhì)的熱值。
[0003] 氧彈熱量計(jì)從量熱原理可分為等溫型氧彈熱量計(jì)（簡(jiǎn)稱等溫?zé)崃坑?jì)）和絕熱型氧 彈熱量計(jì)(簡(jiǎn)稱絕熱熱量計(jì)）。量熱體系被充滿水(或其它介質(zhì)）的雙層夾套(簡(jiǎn)稱外筒)所包 圍，當(dāng)樣品在熱量計(jì)的氧彈內(nèi)燃燒使量熱體系溫度上升時(shí)，如果外筒溫度保持不變，該類型 熱量計(jì)稱為等溫?zé)崃坑?jì)，若外筒溫度自動(dòng)同步跟蹤內(nèi)筒溫度（內(nèi)外筒之間不產(chǎn)生熱傳遞）， 則稱為絕熱熱量計(jì)。
[0004] 目前國(guó)內(nèi)氧彈熱量計(jì)生產(chǎn)廠家均是生產(chǎn)等溫?zé)崃坑?jì)。而等溫?zé)崃坑?jì)在試驗(yàn)過(guò)程 中，內(nèi)外筒之間會(huì)產(chǎn)生熱傳遞，雖然在熱量計(jì)算過(guò)程中采取了相應(yīng)補(bǔ)償量，但是難以計(jì)算準(zhǔn) 確，因此等溫式熱量計(jì)精密度、準(zhǔn)確度難以滿足類似仲裁、科研等工作的需求。
[0005] 國(guó)外少量的廠家生產(chǎn)絕熱式熱量計(jì)，采取的外筒溫度跟蹤內(nèi)筒溫度技術(shù)，由于溫 度跟蹤技術(shù)的滯后與過(guò)沖，難以實(shí)現(xiàn)內(nèi)外筒之間熱量零交換。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 針對(duì)上述問(wèn)題中存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種真空絕熱熱量計(jì)，使其通 過(guò)真空層隔絕內(nèi)筒與外界環(huán)境之間的熱交換，真正實(shí)現(xiàn)絕熱狀態(tài)，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。
[0007] 為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種真空絕熱熱量計(jì)，包括外筒、內(nèi)筒和氧 彈，其中，所述內(nèi)筒為不銹鋼真空杯，所述不銹鋼真空杯為真空夾層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)筒上方設(shè) 置有上蓋，所述上蓋與所述內(nèi)筒之間設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)。
[0008] 優(yōu)選的，所述外筒與所述內(nèi)筒之間設(shè)置有真空層，所述外筒上設(shè)置有保溫層，所述 外筒與所述上蓋之間設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)。
[0009] 優(yōu)選的，所述上蓋采用隔熱材料或真空夾層制成。
[0010]優(yōu)選的，所述上蓋的底部設(shè)置有溫度探頭、攪拌器和充氧頭，所述上蓋通過(guò)所述充 氧頭與所述氧彈連接，所述溫度探頭和所述攪拌器分別設(shè)置有所述充氧頭的兩側(cè)，所述溫 度探頭和所述攪拌器均位于所述內(nèi)筒內(nèi)部。
[0011]優(yōu)選的，所述密封結(jié)構(gòu)為密封圈或橡膠圈。
[0012] 優(yōu)選的，所述內(nèi)筒的內(nèi)表面為鏡面結(jié)構(gòu)。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0014] 1、真空阻隔量熱系統(tǒng)與外界的熱交換，真正實(shí)現(xiàn)絕熱方式測(cè)量熱量，提高儀器的 精準(zhǔn)度；
[0015] 2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需采用外筒跟蹤內(nèi)筒方式實(shí)現(xiàn)絕熱模式，避免了外筒溫度在跟蹤 內(nèi)筒溫度時(shí)溫度變化滯后或過(guò)沖。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2是本實(shí)用新型的溫度跟蹤技術(shù)內(nèi)外筒試驗(yàn)時(shí)溫度變化曲線圖。
[0018] 主要元件符號(hào)說(shuō)明：
[0019] 1-外筒2-內(nèi)筒3-上蓋
[0020] 4-氧彈5-充氧頭6-溫度探頭
[0021] 7-攪拌器
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖與實(shí)例 對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但所舉實(shí)例不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0023] 如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例包括外筒1、內(nèi)筒2和氧彈4,其中，內(nèi)筒2為 不銹鋼真空杯，不銹鋼真空杯為真空夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒2上方設(shè)置有上蓋3，上蓋3與內(nèi)筒2之間 設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)。外筒1與內(nèi)筒2之間設(shè)置有真空層，外筒1上設(shè)置有保溫層，外筒1與上蓋3 之間設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)。上蓋3采用隔熱材料或真空夾層制成。上蓋3的底部設(shè)置有溫度探頭 6、攪拌器7和充氧頭5,上蓋3通過(guò)充氧頭5與氧彈4連接，溫度探頭6和攪拌器7分別設(shè)置有充 氧頭5的兩側(cè)，溫度探頭6和攪拌器7均位于內(nèi)筒2內(nèi)部。密封結(jié)構(gòu)為密封圈或橡膠圈。內(nèi)筒2 的內(nèi)表面為鏡面結(jié)構(gòu)。
[0024] 現(xiàn)在國(guó)外的廠家生產(chǎn)絕熱式熱量計(jì)，采取的外筒溫度跟蹤內(nèi)筒溫度技術(shù)，由于溫 度跟蹤技術(shù)的滯后與過(guò)沖，難以實(shí)現(xiàn)內(nèi)外筒之間熱量零交換:溫度跟蹤技術(shù)，采用外筒溫度 跟蹤內(nèi)筒溫度。即系統(tǒng)采集內(nèi)筒溫度，通過(guò)內(nèi)筒溫度變化情況采用制冷或加熱調(diào)節(jié)外筒溫 度變化。在試驗(yàn)初期、末期由于內(nèi)筒溫度變化很小，外筒溫度跟蹤內(nèi)筒溫度的變化比較容易 實(shí)現(xiàn)，內(nèi)外筒溫差不會(huì)產(chǎn)生明顯的過(guò)沖或滯后。當(dāng)主期開(kāi)始時(shí)，氧彈內(nèi)可燃物質(zhì)燃燒，內(nèi)筒 溫度變化劇烈，內(nèi)筒溫度變化的速率、內(nèi)筒溫度變化的趨勢(shì)無(wú)法預(yù)測(cè)，系統(tǒng)采集內(nèi)筒溫度， 啟動(dòng)加熱裝置調(diào)節(jié)外筒溫度，難以控制加熱器的瞬時(shí)功率，因此外筒溫度在主期過(guò)沖或溫 度跟蹤滯后。
[0025] 溫度跟蹤技術(shù)，由于外筒溫度難以實(shí)現(xiàn)同步跟蹤內(nèi)筒溫度，導(dǎo)致內(nèi)外筒之間還是 產(chǎn)生了少量的熱交換，并且熱交換由于每次試驗(yàn)的狀況不同而導(dǎo)致其熱交換量不一樣，因 此難以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精密度、準(zhǔn)確度。
[0026] 本實(shí)施例中采用不銹鋼真空杯作為內(nèi)筒2，內(nèi)筒2盡量不破壞真空環(huán)境，內(nèi)筒2底部 不開(kāi)放水口，內(nèi)筒2上蓋3采用隔熱材料或真空夾層制成，上蓋3與內(nèi)筒2口采用密封圈或橡 膠圈密封，保證熱量不從內(nèi)筒2內(nèi)流失。被測(cè)物質(zhì)在氧彈4內(nèi)燃燒時(shí)，其熱量通過(guò)攪拌器7傳 遞給量熱系統(tǒng)（內(nèi)筒、水、氧彈等），整個(gè)量熱系統(tǒng)吸收全部燃燒物質(zhì)的熱量，直至量熱系統(tǒng) 溫度達(dá)到平衡。此時(shí)溫度探頭6檢測(cè)到量熱系統(tǒng)吸熱前后的溫度變化情況，通過(guò)此變化情況 直接計(jì)算熱量計(jì)的熱容量或被測(cè)物質(zhì)的發(fā)熱量。
[0027] 此時(shí)真空絕熱熱量計(jì)，由于內(nèi)筒2中的熱量全部被量熱系統(tǒng)吸收，與外界不發(fā)生熱 交換，不需要考慮試驗(yàn)過(guò)程內(nèi)外筒熱交換情況。熱容量公式可以簡(jiǎn)單的為：
[0028]
[0029] 其中，E為熱容量，0?為內(nèi)筒吸收熱量，ΔT為內(nèi)筒主期的溫升。發(fā)熱量公式反之。
[0030] 考慮到不銹鋼真空杯，在焊接之處，存在緩慢的少量的真空杯內(nèi)壁與外壁之間的 熱交換，以及實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度，氣流等對(duì)儀器整體的影響，可以在真空杯外部加一層保溫層 或有水的外筒，保證試驗(yàn)環(huán)境的穩(wěn)定，提高熱量計(jì)抗環(huán)境的干擾能力。
[0031] 在熱量計(jì)中，熱量釋放的方式主要是通過(guò)熱傳導(dǎo)、對(duì)流方式，輻射傳遞的熱量很 少。真空對(duì)熱傳導(dǎo)、對(duì)流兩種熱傳遞方式有很好的阻隔作用，阻隔效率幾乎為100%。而不銹 鋼的鏡面通過(guò)鏡面反射可以把輻射熱量阻隔在量熱系統(tǒng)內(nèi)。本實(shí)施例采用不銹鋼真空杯代 替內(nèi)筒，通過(guò)真空層隔絕內(nèi)筒與外界環(huán)境之間的熱交換，真正實(shí)現(xiàn)絕熱狀態(tài)，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù) 的精準(zhǔn)度。
[0032] 對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新 型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定 義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因 此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理 和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種真空絕熱熱量計(jì)，包括外筒、內(nèi)筒和氧彈，其特征在于，所述內(nèi)筒為不銹鋼真空 杯，所述不銹鋼真空杯為真空夾層結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)筒上方設(shè)置有上蓋，所述上蓋與所述內(nèi)筒之 間設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)。2. 如權(quán)利要求1所述的真空絕熱熱量計(jì)，其特征在于，所述外筒與所述內(nèi)筒之間設(shè)置有 真空層，所述外筒上設(shè)置有保溫層，所述外筒與所述上蓋之間設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)。3. 如權(quán)利要求2所述的真空絕熱熱量計(jì)，其特征在于，所述上蓋采用隔熱材料或真空夾 層制成。4. 如權(quán)利要求3所述的真空絕熱熱量計(jì)，其特征在于，所述上蓋的底部設(shè)置有溫度探 頭、攪拌器和充氧頭，所述上蓋通過(guò)所述充氧頭與所述氧彈連接，所述溫度探頭和所述攪拌 器分別設(shè)置有所述充氧頭的兩側(cè)，所述溫度探頭和所述攪拌器均位于所述內(nèi)筒內(nèi)部。5. 如權(quán)利要求4所述的真空絕熱熱量計(jì)，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)為密封圈或橡膠 圈。6. 如權(quán)利要求5所述的真空絕熱熱量計(jì)，其特征在于，所述內(nèi)筒的內(nèi)表面為鏡面結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種真空絕熱熱量計(jì)，涉及一種氧彈熱量計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。該實(shí)用新型包括外筒、內(nèi)筒和氧彈，其中，內(nèi)筒為不銹鋼真空杯，不銹鋼真空杯為真空夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒上方設(shè)置有上蓋，上蓋與內(nèi)筒之間設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型通過(guò)真空層隔絕內(nèi)筒與外界環(huán)境之間的熱交換，真正實(shí)現(xiàn)絕熱狀態(tài)，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。
【IPC分類】G01K17/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205102955
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520901253
【發(fā)明人】李艷榮, 胡彪, 何軍
【申請(qǐng)人】北京迪奈創(chuàng)新科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月12日