專利名稱：一種瀝青混合料熱物性參數絕熱量熱法測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種道路浙青混合料的比熱容測試，特別是一種浙青混合料熱物性參數絕熱量熱法測試裝置。
背景技術：
浙青路面的溫度研究，離不開道路材料熱物性參數測試，尤其是浙青及浙青混合料熱物性參數測試。浙青混合料是由集料、浙青膠結料、空氣、水等組成的多相體，其均勻性較差，結構復雜。對于浙青混合料的比熱容測試，由于沒有相關的標準試驗方法，目前的測試多為探索性試驗，并沒有形成完善的體系，大多借鑒固體材料的比熱容測試方法。常用的比熱測試方法有混合法(將已知熱容和溫度的介質與待測固體混合的方法)、比較法(將待測固體與已知比熱容的參考物在相同的測量條件下比較的方法)、等溫水量熱法(使固體與不同溫度水進行熱交換測試溫度變化)等。這些方法均是針對純凈的單一物質，測試方法不對待測物質結構組成產生影響。浙青混合料因其組成特殊性，加熱狀態下，與傳熱介質接處時易引起混合料浙青脫落，孔隙堵塞等不良現象，使混合料結構特性發生變化，影響測試結果準確性。同時，浙青混合料的不均勻性使其在傳熱過程中，整體溫度趨于一致耗時較長，因而對傳熱系統的密封絕熱性要求極高。對測試結果的誤差修正也存在困難，難以保證數據的可信度。
實用新型內容針對上述浙青混合料比熱容測試因其組成特殊性受測試方法限制的不足，本實用新型提供了一種浙青混合料物性參數絕熱量熱法的測試裝置。該裝置采用精密的電能加熱控制系統對浙青混合料進行合理傳熱；同時利用溫度控制及測量系統對混合料內部溫度變化進行測試；整個傳熱體系嚴格密封在絕熱系統中，配置機械泵和真空機組進行絕熱控制。該裝置適合浙青混合料在工作溫度下的比熱容系數測試，解決了現有技術中存在的問題。本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現的。一種浙青混合料物性參數絕熱量熱法測試裝置，包括杜瓦瓶，及設置在杜瓦瓶腔體內的真空室，所述真空室內設置有由內絕熱屏和外絕熱屏構成的絕熱腔室，該絕熱腔室通過上尼龍釣絲連接于真空室內；所述絕熱腔室內通過一下尼龍吊絲連接一由量熱器套接的試樣，所述試樣外表面纏繞有加熱絲，加熱絲通過導線連接設置在真空室上方的接線片，接線片再通過導線連接延伸出瓶頸至輸出引線，輸出引線分別與測試系統的電能測量系統、溫度測量系統和溫度控制系統相連。所述溫度測量系統通過導線連接一鉬電阻溫度計，置于試樣中。所述內絕熱屏中設置有內溫控示差熱電堆；所述內絕熱屏與外絕熱屏之間設置有外溫控示差熱電堆。所述真空室由一延伸進杜瓦瓶腔體中的管體連接一圓柱型腔體構成，所述真空室的內管體與圓柱型腔體的管口處設置有錐形擋熱器；所述錐形擋熱器上方設置有擋熱片。[0010]所述真空室的外管體側壁設置有抽真空嘴；所述真空室外管體管口處設置有真空密封插頭。 所述杜瓦瓶瓶口處設置有減壓降溫口。與現有的結構相比，本實用新型具有以下技術效果I)該裝置適合浙青混合料的多相體特殊性，具有嚴密的絕熱體系，以及合理的電能加熱測試系統、溫度測試控制系統，保障測試結果的準確性。2)該裝置基于絕熱量熱法測試比熱容系數，測試原理簡單易懂，試驗操作方便實施，測試結果相對準確。
圖I為本實用新型結構示意圖。圖中，I、杜瓦瓶；2、真空室；3、外絕熱屏；4、內絕熱屏；5、加熱絲；6、試樣；7、量熱器；8、鉬電阻溫度計；9、下尼龍釣絲；10、上尼龍釣絲；11、接線片；12、錐形擋熱器；13、擋熱片；14、抽真空嘴；15、真空密封插頭；16、輸出引線；17、減壓降溫口 ；18、導線；19、外溫控示差熱電堆；20、內溫控示差熱電堆。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做具體說明如下如圖I所示，一種浙青混合料物性參數絕熱量熱法測試裝置，包括杜瓦瓶1，及設置在杜瓦瓶I腔體內的真空室2，真空室2內設置有由內絕熱屏4和外絕熱屏3構成的絕熱腔室，該絕熱腔室通過上尼龍釣絲10連接于真空室2內；其中絕熱腔室內通過一下尼龍吊絲9連接一由量熱器7套接的試樣6，試樣6外表面纏繞有加熱絲5，加熱絲5通過導線18連接設置在真空室2上方的接線片11，接線片11再通過導線18連接延伸出瓶頸至輸出引線16，輸出引線16分別與測試系統的電能測量系統、溫度測量系統和溫度控制系統相連。本裝置中，溫度測量系統通過導線18連接一鉬電阻溫度計8，置于試樣6中測試溫度。內絕熱屏4中設置有內溫控示差熱電堆20 ;所述內絕熱屏4與外絕熱屏5之間設置有外溫控示差熱電堆19。本裝置的真空室2由一延伸進杜瓦瓶I腔體中的管體連接一圓柱型腔體構成，真空室2的內管體與圓柱型腔體的管口處設置有錐形擋熱器12 ;錐形擋熱器12上方設置有擋熱片13。真空室2的外管體側壁設置有抽真空嘴14 ;真空室2外管體管口處設置有真空密封插頭15。并且，在杜瓦瓶I瓶口處設置有減壓降溫口 17。 測試時，將試樣6置于測試裝置中的絕熱腔室內，加熱絲5通過溫度控制系統設置一定的溫度纏繞在試樣6上，鉬電阻溫度計8置于試樣6中由溫度測量系統控制測量試樣溫度，并將設置有內溫控示差熱電堆20 ;內絕熱屏4與外絕熱屏5處設置的外溫控示差熱電堆19和內溫控示差熱電堆20同樣通過導線18連接溫度控制系統對試樣6進行加熱溫度的控制，試樣6的測試結果通過導線18連接測試系統的電能測量、溫度測量系統得到。I、測試要求I)絕熱系統由真空部分和溫度控制部分組成。真空室壓力不高于2X10_3Pa。溫度控制部分由內、外絕熱屏，示差熱電堆及其它輔助儀器組成，量熱器與內絕熱屏之間，內絕熱屏與外絕熱屏之間的溫差應控制在0. rc以下。2)電能測量系統提供并測試試樣的加熱溫度，測試電壓電流分辨力應分別優于0. ImV和0. 01mA，測試時間分辨力應優于0. Is。3)溫度測量儀表用于讀取測試溫度值，分辨力應優于0. 1°C。4)制冷系統根據試樣所需求的測溫范圍，采用干冰及冰水等制冷。2、方法原理將質量為m的試樣裝入量熱器7，并使其處在絕熱環境中，當量熱器7穩定到所需時間溫度后，通入直流電流加熱量熱體系，使之升高至一定的溫度。通過測量通入量熱體系的電能Q和由此引起的溫升AT，求出試樣的比熱容。 3、試樣制備按浙青及浙青混合料試驗規程成型馬歇爾試件圓柱體，或在實際路面鉆取圓柱體芯樣，將其切割為直徑50mm、高30mm的試樣，保持試樣清潔干燥，沿圓柱體軸鉆通較鉬電阻溫度計圓周尺寸略大孔洞，以便溫度計放入。4、測試步驟稱量熱器的質量，精確至0. Olgo把試樣緊實地裝入量熱器7中，稱取量熱器和試樣的總質量，精確至0. lg。計算試樣的質量。按圖I裝好量熱器、示差熱電堆、絕熱屏和接線。應確保電絕緣、無斷電、密封性強。接通真空系統，抽真空，使壓力小至5Pa，停止后沖入制冷劑。當量熱計達到所需測試溫度時，接通真空系統，再次抽真空，使壓力小于2X10_3Pa，同時接通絕熱控制系統。初期主要測量量熱器初溫T。。當量熱器的溫度已穩定或者變化很小時，每分鐘測量并記錄量熱器的溫度一次，連續記錄5個讀數。主期測量通入量熱器的電能。在初期結束的同時，給加熱器通電加熱，記錄通電加熱時間，并每分鐘交替測量加熱器兩端電壓。當達到設定的加熱時間(約600s)時，主期結束，末期開始。末期測量量熱器末溫Tn。當量熱器的溫度已穩定或者變化很小時，每分鐘測量并記錄量熱器的溫度一次，連續記錄5個讀數。試件吸收熱能按下式計算Qe=I U t (I)式中Qe——通入量熱器的熱能，J ;I——通入量熱器電流平均值，A ；U—通入量熱器電壓平均值，V ；t-通電時間，s。溫度計算根據試驗初期和末期溫度讀數，求出各自平均值T。和Tn，量熱器的升溫則為A T=Tn-Tc (2)比熱容測試結果所對應的平均實測溫度以下公式計算f=Tc+Tn(3)
2[0047]量熱器熱容量計算量熱器熱容量是在空載情況下，按所述的測試步驟進行試驗，并按公式(1)、(2)計算0/、AT°，得到量熱器熱容值為
權利要求1.一種浙青混合料物性參數絕熱量熱法測試裝置，包括杜瓦瓶(I)，及設置在杜瓦瓶(I)腔體內的真空室(2)，所述真空室(2)內設置有由內絕熱屏(4)和外絕熱屏(3)構成的絕熱腔室，該絕熱腔室通過上尼龍釣絲(10)連接于真空室(2)內；其特征在于所述絕熱腔室內通過一下尼龍吊絲(9)連接一由量熱器(7)套接的試樣(6)，所述試樣(6)外表面纏繞有加熱絲(5)，加熱絲(5)通過導線(18)連接設置在真空室(2)上方的接線片(11)，接線片(II)再通過導線(18)連接延伸出瓶頸至輸出引線(16)，輸出引線(16)分別與測試系統的電能測量系統、溫度測量系統和溫度控制系統相連。
2.根據權利要求I所述的浙青混合料物性參數絕熱量熱法測試裝置，其特征在于所述溫度測量系統通過導線(18)連接一鉬電阻溫度計(8)，置于試樣(6)中。
3.根據權利要求I所述的浙青混合料物性參數絕熱量熱法測試裝置，其特征在于所述內絕熱屏(4)中設置有內溫控示差熱電堆(20);所述內絕熱屏(4)與外絕熱屏(5)之間設置有外溫控示差熱電堆(19 )。
4.根據權利要求I所述的浙青混合料物性參數絕熱量熱法測試裝置，其特征在于所述真空室(2)由一延伸進杜瓦瓶(I)腔體中的管體連接一圓柱型腔體構成，所述真空室(2)的內管體與圓柱型腔體的管口處設置有錐形擋熱器(12);所述錐形擋熱器(12)上方設置有擋熱片(13)。
5.根據權利要求4所述的浙青混合料物性參數絕熱量熱法測試裝置，其特征在于所述真空室(2)的外管體側壁設置有抽真空嘴(14);所述真空室(2)外管體管口處設置有真空密封插頭(15)。
6.根據權利要求I所述的浙青混合料物性參數絕熱量熱法測試裝置，其特征在于所述杜瓦瓶(I)瓶口處設置有減壓降溫口( 17 )。
專利摘要本實用新型公開了一種瀝青混合料物性參數絕熱量熱法測試裝置，包括杜瓦瓶，及設置在杜瓦瓶腔體內的真空室，所述真空室內設置有由內絕熱屏和外絕熱屏構成的絕熱腔室，該絕熱腔室通過上尼龍釣絲連接于真空室內；所述絕熱腔室內通過一下尼龍吊絲連接一由量熱器套接的試樣，所述試樣外表面纏繞有加熱絲，加熱絲通過導線連接設置在真空室上方的接線片，接線片再通過導線連接延伸出瓶頸至輸出引線，輸出引線分別與測試系統的電能測量、溫度測量和溫度控制系統相連。該裝置解決了現有技術中存在的問題，其利用絕熱量熱法測試裝置測試瀝青混合料的物性參數，其測試數據精確，裝置使用方便。
文檔編號G01N25/20GK202814900SQ201220483050
公開日2013年3月20日 申請日期2012年9月20日 優先權日2012年9月20日
發明者張倩, 李彥偉 申請人:西安建筑科技大學, 石家莊市環城公路建設指揮部辦公室