專利名稱：瞬態熱線法測量瀝青混合料熱物理參數的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于浙青路面材料測試相關領域，涉及一種利用瞬態熱線法測定浙青混合料導熱系數、導溫系數、比熱物理參數的裝置。
背景技術：
與浙青混合料溫度傳導及分布有關的物理參數主要包括導熱系數、比熱、密度，它們是進行浙青路面結構溫度場模擬計算和路面溫度應力分析必不可少的浙青混合料熱物性參數。浙青混合料密度的測試方法已經完善，且列入規范，其導熱系數及比熱的測試方法較多參考其他非金屬固體材料的測試方法。目前，對導熱系數而言，已嘗試的方法有穩態平板法、瞬態平面熱源法和瞬態熱線法。對比熱而言，已嘗試的方法有差示掃描量熱法(DSC)和等溫水量熱法。另外，值得說明的是導溫系數也是經常被提及的熱物性參數，其可由導熱系數除以比熱與密度的乘積計算得到，此數學關系的存在，使得導熱系數、導溫系數、比熱三者的測試可以減少為任意兩者的測試，然后通過密度計算第三者。因而，導溫系數的測試方法也值得關注。已嘗試的浙青混合料導溫系數測試方法有非穩態導熱法、瞬態熱線法。浙青混合料熱物性參數測試方法處于探索階段，方法尚不統一，并未列入規范，因而所得試驗結果相差較大，對于后續路面結構內溫度分布相關分析影響較大。
實用新型內容為克服目前浙青混合料熱物性參數即導熱系數、導溫系數、比熱測量方法種類多，實驗數據差別大，可信度低等的不足，本實用新型提供一種瞬態熱線法測試浙青混合料導熱系數、導溫系數、比熱的裝置，該裝置較易于實現導熱系數、導溫系數、比熱的測量，不僅能為浙青混合料熱物性參數的獲取提供行之有效的方法，并且可以作為制定此類規范的資料參考。本實用新型解決該技術問題所采用的技術方案是瞬態熱線法測量浙青混合料熱物理參數的裝置，包括傳感器、導熱系數測量儀和計算機，所述傳感器置于一待測試件中，傳感器同時與導熱系數測量儀相連，導熱系數測量儀再連接所述計算機。本實用新型進一步的特征在于所述導熱系數測量儀為TC3000系列導熱系數儀。所述傳感器采取熱線傳感器。所述待測試件為待測浙青混合料試件，待測浙青混合料試件為橫切均分的圓柱體試件，或為長方體結構的小梁試件；傳感器置于橫切后的圓柱體試件或長方體結構的小梁試件的夾層中。所述圓柱體試件夾層的水平測試面直徑為0101. 5mm，總高為63. 5mm;或直徑為0150mm，總高為115mm;所述長方體結構的小梁試件夾層的水平測試面尺寸為IOOmmX 50mm,高為 30mm。本實用新型以瞬態熱線法為基本理論依據，借助TC3000系列導熱系數儀，通過熱線傳感器實現浙青混合料試件中熱量傳導及溫度測量，同時以計算機軟件記錄時間、溫度數據，得到導熱系數、導溫系數計算值，并由已知密度計算比熱，從而實現對浙青混合料導熱系數和比熱的測定。
圖I是本實用新型結構示意圖。圖中1、計算機；2、導熱系數測量儀；3、傳感器；4、待測試件。
具體實施方式
以下結合附圖及實例對本實用新型做進一步說明。如圖I所示，瞬態熱線法測量浙青混合料參數的裝置，包括相互連接的傳感器3及待測試件4、導熱系數測量儀2和計算機I。其中，熱線傳感器3置于待測浙青混合料試件4中間，并同時與導熱系數測量儀2相連，導熱系數測量儀2配置計算機I使用。本實用新型采取的導熱系數測量儀2為TC3000系列導熱系數儀；傳感器3采取熱線傳感器。待測試件4為待測浙青混合料試件，待測浙青混合料試件為橫切均分的圓柱體試件，或是長方體結構的小梁試件。傳感器3 (熱線傳感器)置于橫切后的圓柱體試件或長方體結構的小梁試件夾層中。圓柱體試件為夾層水平測試面直徑為①101. 5mm、試件總高為63. 5mm,從中間橫切為高均為31. 75mm的兩部分的旋轉壓實成型的試件；圓柱體試件也可以采用直徑為O 150_、試件總高為高115_，從中間橫切為高分別為57. 5mm的兩部分的旋轉壓實成型的試件。長方體結構的小梁試件夾層的水平測試面尺寸為IOOmmX 50mm，高為30mmo試件的形狀和面積對測試結果有一定影響。本實用新型給出了圓柱體試件夾層水平測試面直徑為O101. 5mm、總高為63. 5mm、測試面面積為80. 873cm2和長方體結構的小梁試件夾層測試面面積為50cm2的實例，長方體結構和圓柱體結構的測試結果很接近，差值在0. I左右。下面通過本實用新型的原理、組成和實驗步驟進一步說明其效果。I.瞬態熱線法原理瞬態熱線法的基本原理是在實驗材料中間，放置一根細長的金屬加熱絲(即所謂的“熱線”)。加熱絲溫度升高的速度與實驗材料的熱物理參數有關。設實驗材料為均值、常物性、具有均勻初始溫度的無限大介質，其導熱系數為X、導溫系數為a、比熱為C、密度為P、金屬加熱絲為無限長的線熱源。并且與Z軸重合，熱絲單位長度上的加熱功率為q。當時間t = 0時，接通加熱絲的瞬間，則時間溫升滿足方程
d0(x,y,t) ,d29(x, y, t) d29(x, y,~v ’ 力=a(~vJ+~vO
dtdx2dy20 (x, y, t) |t = 0 = 0= U 0(x，少，t、dxdy = o[0026]解此方程組得加熱接通電源瞬間試件溫升值
權利要求1.瞬態熱線法測量浙青混合料熱物理參數的裝置，包括傳感器(3)、導熱系數測量儀(2)和計算機(I)，其特征在于所述傳感器(3)置于一待測試件(4)中，傳感器(3)同時與導熱系數測量儀(2)相連，導熱系數測量儀(2)再連接所述計算機(I)。
2.根據權利要求I所述的一種瞬態熱線法測量浙青混合料熱物理參數的裝置，其特征在于所述導熱系數測量儀(2)為TC3000系列導熱系數儀。
3.根據權利要求I所述的一種瞬態熱線法測量浙青混合料參數的裝置，其特征在于所述傳感器(3)采取熱線傳感器。
4.根據權利要求I所述的一種瞬態熱線法測量浙青混合料熱物理參數的裝置，其特征在于所述待測試件(4)為待測浙青混合料試件，待測浙青混合料試件為橫切均分的圓柱體試件，或為長方體結構的小梁試件；傳感器(3)置于橫切后的圓柱體試件或長方體結構的小梁試件的夾層中。
5.根據權利要求4所述的一種瞬態熱線法測量浙青混合料熱物理參數的裝置，其特征在于所述圓柱體試件夾層的水平測試面直徑為Φ101. 5mm,總高為63. 5mm ;或直徑為Φ150πιπι，總高為115mm;所述長方體結構的小梁試件夾層的水平測試面尺寸為IOOmmX 50mm,高為 30mm。
專利摘要本實用新型提供了一種瞬態熱線法測量瀝青混合料熱物理參數的裝置，包括熱線傳感器、導熱系數測量儀及計算機。其中，熱線傳感器置于待測瀝青混合料試件中間，并與導熱系數測量儀相連，導熱系數測量儀配置計算機使用。該裝置較易于實現導熱系數、導溫系數、比熱的測量，不僅能為瀝青混合料熱物性參數的獲取提供行之有效的方法，并且可以作為制定此類試驗辦法規范的資料參考。
文檔編號G01N25/20GK202421105SQ201220022880
公開日2012年9月5日 申請日期2012年1月18日 優先權日2012年1月18日
發明者張倩, 李彥偉 申請人:石家莊市環城公路建設指揮部辦公室, 西安建筑科技大學