直接测量块体材料热障涂层隔热温度的装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107941848A(43)申请公布日2018.04.20(21)申请号201710983649.3(22)申请日2017.10.20(71)申请人北京绿时顺风科技有限公司地址100012北京市朝阳区北苑家园绣菊园5号楼3单元1302室(72)发明人沈少波(51)Int.Cl.G01N25/20(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称直接测量块体材料热障涂层隔热温度的装置和方法(57)摘要本发明提供一种直接测量块体材料热障涂层隔热温度的装置和方法，其中装置包括以下结构：箱式加热炉、平整的长方体耐火保温砖、垂直于保温砖平整端面并且炉内外贯通的孔洞、无涂层的有两个平整端面的块体材料、一端有陶瓷热障涂层的有两个平整端面的块体材料、测温热电偶、耐火保温棉、多通道温度-时间记录仪气源。测量上述无涂层和有涂层的两个同基底、同尺寸的块体材料背向热源的平面端温度，测得的差值即为热障涂层隔热温度。本发明所述热障涂层是指能起到隔热作用的涂层。本发明所述块体材料包括金属材料、碳/碳复合材料、石墨材料等。相较传统方法，此方法具有测量误差小、测量成本低、测量时间少、仪器操作和数据处理简单的特点。CN107941848ACN107941848A权利要求书1/2页1.一种直接测量块体材料热障涂层隔热温度的装置，其特征在于包括以下结构：箱式加热炉(1)、平整的长方体耐火保温砖(2)、垂直于保温砖平整端面并且炉内外贯通的孔洞(3)、无涂层的有两个水平端面的形状规则块体材料(4)、只有一水面有热障涂层的有两个水平端面的形状规则块体材料(5)、测温热电偶(6)、耐火保温棉(7)、多通道温度-时间记录仪(9)，其中所述孔洞(3)在贯通方向的尺寸和块体材料(4)和(5)两个水平端面的尺寸基本一样，所述块体材料(5)的热障涂层只在其中一个水平端面上，两个块体材料(4)和(5)沿水平端面垂线方向分别放入两个保温砖上孔洞(3)内，并且块体材料(5)上有热障涂层的水平端面朝向炉内热源，所述两个热电偶(6)金属测温探头从炉外插入孔洞(3)内分别和两个块体材料(4)和(5)背向热源的水平端面紧密接触，两个热电偶(6)的另一端分别和同一台所述多通道温度-时间记录仪(9)相联，以记录热电偶测得的温度，在所述孔洞(3)内填满耐火保温棉(7)，耐火保温棉(7)裹在热电偶(6)的周围，并紧紧堵在块体材料(4)和(5)背向热源的一端，本发明所述热障涂层是指能起到隔热作用的涂层，它主要由陶瓷材料如含锆、铝、硅、硼的氧化物、硅化物、碳化、氮化物等组成，本发明所述块体材料包含但不限于以下材料如金属材料、碳/碳复合材料、石墨材料、连续碳纤维增强型陶瓷复合材料、连续碳纤维增强型钛合金复合材料、连续碳化硅纤维增强型钛合金复合材料等等。2.权利要求1所述的直接测量块体材料热障涂层隔热温度的装置，还包括下列一个或多个部件：为延长测温热电偶(6)长度而增加的热电偶延长线(8)，它的一端和热电偶(6)相联，另一端和多通道温度-时间记录仪(9)相联；为一次同时测量多个有热障涂层的块体材料(5)类似样品，在保温砖(2)上增加多个类似孔洞(3)的孔洞及其配套部件。3.权利要求1或2所述的直接测量块体材料热障涂层隔热温度的装置，其中所述耐火保温砖(2)位于所述箱式加热炉(1)炉门口，并填满炉门，使炉内热量不能散发出来。4.权利要求1或2所述的直接测量块体材料热障涂层隔热温度的装置，测量时无涂层的块体材料(4)和有涂层的块体材料(5)位于孔洞(3)内接近炉内热源的端头，必要时此端头有向孔洞平面端中心方向有相同尺寸的薄薄厚度的微微凸起，它能阻止块体材料(4)和(5)掉入炉内。5.权利要求1或2所述的直接测量块体材料热障涂层隔热温度的装置，其中为确保所述两个热电偶(6)探头分别和两个块体材料(4)和(5)背向热源的水平面端紧密接触，必要时在这两个水平面中央分别做一个小洞，恰好能将热电偶(6)金属探头插入。6.权利要求1或2所述的直接测量块体材料热障涂层隔热温度的装置，其中多通道温度-时间记录仪(9)能同时记录多路热电偶温度随测量时间的变化，并且必要时能将记录数据传递到电脑。测量之前必要时可通过多通道温度-时间记录仪自带功能，将多路热电偶在同一热源温度下测得的值做一校准，消除热电偶之间差别等因素带来的测量误差。7.权利要求1或2所述的直接测量块体材料热障涂层隔热温度的装置，有涂层的块体材料(5)和无涂层块体材料(4)相比除了多出薄薄一层陶瓷热障涂层外，其余块体材料部分的所用材料和尺寸完全一样。块体材料(4)是一个规则的圆柱体、长方体、半球体等，它有两个平行的水平平面，这两个平面之间的距离最好能在2mm以上。8.权利要求1或2