專利名稱：一種快速評價發熱體元件壽命的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及發熱體壽命快速評價,具體地,涉及一種快速評價發熱體元件壽命的裝置和方法。
背景技術：
對于MoSi2和SiC發熱體元件，在正常的使用過程中，隨著加熱升溫、降溫的不斷循環進行，最終或者由于冷熱端焊接面的開裂而終止，或者由于棒材表面保護膜的缺失而發生嚴重氧化導致局部電阻過大、溫度過高斷裂而結束壽命。在大規模的產業化生產中，為了確保發熱體產品的質量穩定性和可靠性，必須對發熱體批次抽檢進行產品實際使用壽命評價，而此評價過程要求快速、準確和科學。目前，國內還沒有相關的發熱體壽命快速評價設備
發明內容
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種快速評價發熱體元件壽命的裝置和方法，能夠在短時間內了解和掌握MoSi2及SiC發熱體在實際使用過程中的耐久壽命，為大規模產業化和進一步研發奠定基礎。根據本發明的一個方面，提供一種快速評價發熱體元件壽命的裝置，包括:電流時間控制器、保溫爐以及測溫儀，其中:調整和控制發熱體元件電流加載時間和卸載時間的所述電流時間控制器連接發熱體元件；發熱體元件放置于起到安全防護和保溫作用的所述保溫爐內；用于實時監測發熱體元件溫度的所述測溫儀連接發熱體元件。優選地，所述保溫爐設置導線，所述導線一端連接所述電流時間控制器，另一端連接發熱體元件。根據本發明的另一個方面，提供一種快速評價發熱體元件壽命的方法，所述方法通過電流時間控制器對發熱體元件按照設定的時間進行反復加載與卸載，并記錄所述加載與卸載的循環次數；待發熱體元件損壞后，所述加載與卸載的總循環次數即為發熱體元件的表征壽命。所述方法包括以下步驟:I)將發熱體元件置于所述保溫爐內，并將其連接所述電流時間控制器；2)基于發熱體元件能夠到達所要求的最高溫度所需的時間設定加載時間；3)所述發熱體元件的表面溫度降到預定溫度所需的時間設定卸載時間；4)手動操作所述電流時間控制器，逐漸增大通過發熱體元件的電流，利用所述測溫儀實時測定發熱體元件的溫度；5)待發熱體元件達到設定溫度時，按照所述預先設定的加載時間與卸載時間自動運行所述電流時間控制器，直至發熱體元件損害，讀取循環次數，加載與卸載的總循環次數即為發熱體元件的表征壽命。本發明的設計思想是:由于在實際使用過程中，發熱體元件在相當長的時間內要經歷高溫、低溫的往復循環，發熱體元件的壽命主要決定于冷熱端焊口質量和熱端表面保護膜的耐久時間，當其中之一由于發熱體元件過度疲勞而發生問題，則發熱體元件的使用壽命就將結束，根據這種客觀情況，可以考慮通過大幅度縮短發熱體高、低溫往復循環時間，利用電流的快速加載和卸載所產生的熱沖擊作用加快發熱體的疲勞速度，并記錄下其高、低溫循環次數，直到發熱體元件壽命結束，用發熱體元件高、低溫循環次數來表征其實際使用壽命，稱為表征壽命。與現有技術相比，本發明能夠在短時間內了解和掌握發熱體元件在實際使用過程中的耐久壽命，為大規模產業化和進一步研發奠定基礎。
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:圖1為本發明裝置結構示意圖；圖2為本發明電流時間控制曲線圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。如圖1所示,本實施例提供一種快速評價發熱體元件40壽命的裝置,包括電流時間控制器10、保溫爐20、測溫儀30，其中:測溫儀30主要起到溫度監測作用；保溫爐20則是起到安全防護和保溫作用；電流時間控制器10主要作用是調整和控制發熱體元件40的電流加載時間和卸載時間，每次加載和卸載為一個循環，該系統能夠準確記錄下發熱體壽命直至結束的循環次數，該電流時間控制器10由洛陽安特利爾公司提供。本實施例所述保溫爐設置導線，所述導線一端連接所述電流時間控制器，另一端連接發熱體元件。本實施例提供一種快速評價發熱體元件壽命的方法，通過電流時間控制器對發熱體元件按照設定的時間進行反復加載與卸載，并記錄所述加載與卸載的循環次數；待發熱體元件損壞后，所述加載與卸載的總循環次數即為發熱體元件的表征壽命。本實施例提供一種快速評價發熱體元件40壽命的裝置在對所述發熱體元件40壽命的快速評價時，將所述發熱體元件40置于所述保溫爐20內，并將其連接到所述電流時間控制器10 ;基于所述發熱體元件40能夠到達所要求的最高溫度所需的時間設定加載時間；基于所述發熱體元件40的表面溫度降到500°C以下所需的時間設定卸載時間；手動操作所述電流時間控制器10，逐漸增大通過所述發熱體元件40的電流，利用所述測溫儀30實時測定所述發熱體元件40的溫度，待所述發熱體元件40達到設定溫度時，按照預先設定的加載時間與卸載時間自動運行所述電流時間控制器10，直至所 述發熱體元件40損害，讀取循環次數，所述加載與卸載的總循環次數即為所述發熱體元件40的表征壽命。以下配合圖2來介紹利用本實施例的方法對各種發熱體元件40進行試驗的電流時間控制曲線圖:實施例一:采用國外KANTHAL和國內SS，ZC, SC等廠家生產的Φ3/6πιπι的發熱體作為實驗對象，設定發熱體熱端表面最高溫度為1550°C，加載時間為12s，最低溫度為200 300°C，卸載時間為18s，這樣一個循環周期為30s。經過測試，上述廠家生產的發熱體表征壽命結果分別為:KANTHAL:29881次；HS:11174次；ZC:3855次；SC:20000次。由此可了解不同廠家生產的產品的質量和實際使用壽命。實施例二:采用國外KANTHAL和國內SS，ZC, SC等廠家生產的Φ3/6πιπι的發熱體作為實驗對象，設定發熱體熱端表面最高溫度為1700°C，加載時間為12s，最低溫度為400 500°C，卸載時間為18s，循環周期為30s。經過測試，上述廠家生產的發熱體壽命結果分別為:KANTHAL:5018 次；HS:2034 次；ZC:1258 次；SC:3502 次。以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質 內容。
權利要求
1.一種快速評價發熱體元件壽命的裝置，其特征在于包括: 一電流時間控制器，連接所述發熱體元件； 一保溫爐，所述發熱體元件置于所述保溫爐內； 以及一測溫儀，用于實時監測所述發熱體元件的溫度； 所述電流時間控制器對發熱體元件按照設定的時間進行反復加載與卸載，所述測溫儀記錄所述加載與卸載的循環次數。
2.根據權利要求1所述的一種快速評價發熱體元件壽命的裝置，其特征在于，所述保溫爐設置導線，所述導線一端連接所述電流時間控制器，另一端連接發熱體元件。
3.一種快速評價發熱體元件壽命的方法，其特征在于，所述方法通過電流時間控制器對發熱體元件按照設定的時間進行反復加載與卸載，并記錄所述加載與卸載的循環次數；待發熱體元件損壞后，所述加載與卸載的總循環次數即為發熱體元件的表征壽命。
4.根據權利要求1所述的一種快速評價發熱體元件壽命的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 1)將發熱體元件置于所述保溫爐內，并將其連接所述電流時間控制器； 2)基于發熱體元件能夠到達所要求的最高溫度所需的時間設定加載時間； 3)基于所述發熱體元件的表面溫度降到預定溫度所需的時間設定卸載時間； 4)手動操作所述電流時間控制器， 逐漸增大通過發熱體元件的電流，利用所述測溫儀實時測定發熱體元件的溫度； 5)待發熱體元件達到設定溫度時，按照所述預先設定的加載時間與卸載時間自動運行所述電流時間控制器，直至發熱體元件損害，讀取循環次數，加載與卸載的總循環次數即為發熱體兀件的表征壽命。
全文摘要
本發明提供了一種快速評價發熱體元件壽命的裝置和方法,所述裝置包括電流時間控制器、保溫爐以及測溫儀，所述方法是通過電流時間控制器對發熱體元件按照設定的時間進行反復加載與卸載，并記錄所述加載與卸載的循環次數，待發熱體元件損壞后，所述加載與卸載的總循環次數即為發熱體元件的表征壽命。本發明能夠在短時間內了解和掌握MoSi2及SiC等發熱體在實際使用過程中的耐久壽命，為大規模產業化和進一步研發奠定基礎。
文檔編號G01N3/60GK103245583SQ20131011843
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月7日 優先權日2013年4月7日
發明者何樹先, 王俊 申請人:上海交通大學