一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及圓管內裝配技術領域，具體涉及一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構。
【背景技術】
[0002]由于稀薄氣體外掠物體強制對流換熱的實際工況甚少，學者對其進行基礎研究的熱情不高，相應的實驗設備和技術手段也不完善，但隨著工業的蓬勃發展，為確保換熱設備的精確設計，稀薄氣體換熱特性的基礎研究變得舉足輕重，如大型真空環境模擬艙、真空管道磁懸浮列車等相繼建造，而低真空內設備或儀器的精確熱設計，仍缺乏實驗數據;火星作為人類準備登陸的下一個星球，該現象尤其突出，因為火星的大氣密度只有地球的1%，但又不像月球大氣那樣稀薄，對于火星登陸器熱管理仍缺乏精確的設計。
[0003]—般氣體稀薄效應通過克努森數(Kn)來描述，其定義為分子之間的平均自由程(λ)與物體特征長度(L)之比，克努森數(Kn)越大，氣體越稀薄。分子之間的平均自由程(λ)與氣體溫度、壓力有關，在溫度不變的情況下，可以減小氣體壓力來增加分子之間的平均自由程(λ)，從而使克努森數(Kn)增大，但這種方法會使實驗投資成本加大，因為要想獲得更大的克努森數(Kn)，就需要抽空能力更強的真空栗和相關壓力控制設備。而將物體特征長度減小至微尺度時，也可相應增加克努森數(Kn)，來描述氣體稀薄程度，進而研究稀薄氣體換熱特性，同時降低實驗的投資成本，但該方法的弊端是試驗元件的裝配問題，對于微尺度試驗元件放入圓管內部，存在四個重要的技術難點:①試驗元件要垂直放入圓管內部;②試驗元件兩端要繃緊，沒有松弛現象，對于微尺度試驗元件來說，在繃緊過程中，極容易拉斷；③試驗元件放入真空圓管內的密封性能要保持良好，防止外部氣體漏入;④試驗元件兩端要分別引出兩根導線。因此需要一種新的裝配結構來克服上述問題。
【發明內容】
[0004]為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，確保微尺度試驗元件垂直放入真空圓管內，且兩端繃緊，沒有松弛現象，密封性能保持良好，便于不同試驗元件的更換和拆卸，便于四線制方法測量，提高實驗測量精度。
[0005]為了達到上述目的，本發明采取以下技術方案:
[0006]—種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，包括兩個相對的真空圓管伸出端3，試驗元件I通過真空圓管伸出端3垂直設置在真空圓管內，試驗元件I一端的端點a與電流引線8相連，該端的端點b與電壓引線9連接;試驗元件I另一端的端點d與另一電流引線8相連，該端的端點c與另一電壓引線9連接;電流引線8、電壓引線9穿過細陶瓷管2內并通過流動膠固定，電流引線8、電壓引線9的端頭伸出細陶瓷管2，細陶瓷管2通過膠10固定在支撐細管7內，細陶瓷管2的端頭伸出支撐細管7外，支撐細管7通過壓緊螺母4、密封墊5和推環6與真空圓管伸出端3連接。
[0007]所述試驗元件I為微米量級的鎢絲，具有高電阻溫度系數、電阻率和抗拉強度，SP作加熱元件，又作為測量元件和試驗元件。
[0008]所述電流引線8為銅絲，直徑為0.5mm，用于提供電流加熱。
[0009]所述電壓引線9為康銅絲，直徑為0.05mm，用于測量試驗元件I兩端b-c的電壓，減小軸向導熱，便于精確測量。
[0010]所述真空圓管伸出端3為有機玻璃，便于結構的安裝和實驗的觀察。
[0011]所述細陶瓷管2開有兩個小孔，用于引出電流引線8和電壓引線9。
[0012]所述細陶瓷管2通過膠10固定在支撐細管7內，具體流程是先用快速固定膠固定細陶瓷管2，再用環氧樹脂膠加固，最后用有機硅膠密封，達到固定和密封的兩重效果。
[0013]所述流動膠為雙組份高透明環氧樹脂。
[0014]所述密封墊5為橡膠密封材料，通過旋擰壓緊螺母4，擠壓推環6，使密封墊5變形，達到支撐細管7和真空圓管伸出端3之間的密封。
[0015]所述支撐細管7為銅管。
[0016]本發明的有益效果:
[0017]本發明裝配結構可確保微尺度試驗元件垂直放入真空圓管內，且兩端繃緊，沒有松弛現象，密封性能保持良好。試驗元件和真空圓管之間是相互獨立的，便于不同試驗元件的更換和拆卸。試驗元件兩端分別引出兩根導線，便于四線制方法測量，從而提高實驗測量精度。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。
[0020]參照圖1，一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，包括兩個相對的真空圓管伸出端3，試驗元件I通過真空圓管伸出端3垂直設置在真空圓管內，試驗元件I一端的端點a與電流引線8相連，該端的端點b與電壓引線9連接;試驗元件I另一端的端點d與另一電流引線8相連，該端的端點c與另一電壓引線9連接;電流引線8、電壓引線9穿過細陶瓷管2內并通過流動膠固定，電流引線8、電壓引線9的端頭伸出細陶瓷管2，細陶瓷管2通過膠10固定在支撐細管7內，細陶瓷管2的端頭伸出支撐細管7外，支撐細管7通過壓緊螺母4、密封墊5和推環6與真空圓管伸出端3連接。
[0021]所述試驗元件I為微米量級的鎢絲，具有高電阻溫度系數、電阻率和抗拉強度，SP作加熱元件，又作為測量元件和試驗元件。
[0022]所述電流引線8為銅絲，直徑為0.5mm，用于提供電流加熱。
[0023]所述電壓引線9為康銅絲，直徑為0.05mm，用于測量試驗元件I兩端b-c的電壓，減小軸向導熱，便于精確測量。
[0024]所述真空圓管伸出端3為有機玻璃，便于結構的安裝和實驗的觀察。
[0025]所述細陶瓷管2開有兩個小孔，用于引出電流引線8和電壓引線9。
[0026]所述細陶瓷管2通過膠10固定在支撐細管7內，具體流程是先用快速固定膠固定細陶瓷管2，再用環氧樹脂膠加固，最后用有機硅膠密封，達到固定和密封的兩重效果，其快速固化膠的特點是固化快，但很脆，粘接不牢固；環氧樹脂膠的特點是粘結牢固，但固化時間很慢;有機硅膠的特點是固化后有一定的柔性，主要起真空密封作用。
[0027]所述流動膠為雙組份高透明環氧樹脂，流動性好。
[0028]所述密封墊5為橡膠密封材料，通過旋擰壓緊螺母4，擠壓推環6，使密封墊5變形，達到支撐細管7和真空圓管伸出端3之間的密封。
[0029 ]所述支撐細管7為銅管，便于外徑和內孔的加工。
[0030]本發明的工作原理是:在真空圓管外面，先將電流引線8和電壓引線9穿過細陶瓷管2，并用流動膠灌封，其中電流引線8來提供電流，電壓引線9用來測量試驗元件I兩端b-c的電壓，流動膠固化后，通過恒溫電烙鐵，將兩根電流引線8分別焊接于試驗元件a端和d端，將兩根電壓引線9分別焊接于試驗元件b端和c端，將試驗元件I 一端的電流引線8、電壓引線9從真空圓管伸出端3右側輕輕穿過左側，接著將細陶瓷管2放入支撐細管7中，同時支撐細管7套入真空圓管伸出端3中，將密封墊5和推環6套入支撐細管7中，通過旋擰螺母4，擠壓推環6，使密封墊5變形，達到真空圓管伸出端3與支撐細管7之間的真空密封;接著用膠10固定和密封真空圓管右側的支撐細管7與細陶瓷管2，達到真空密封的效果。
[0031]本發明可確保微尺度試驗元件I垂直放入真空圓管內，且兩端繃緊，沒有松弛現象，密封性能保持良好，且試驗元件I和真空圓管之間是相互獨立的，便于不同試驗元件I的更換和拆卸，同時試驗元件I兩端分別引出電流引線8和電壓引線9，便于四線制方法測量，從而提1?實驗測量精度D
【主權項】
1.一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，包括兩個相對的真空圓管伸出端(3)，其特征在于:試驗元件(I)通過真空圓管伸出端(3)垂直設置在真空圓管內，試驗元件(I)一端的端點a與電流引線(8)相連，該端的端點b與電壓引線(9)連接;試驗元件(I)另一端的端點d與另一電流引線(8)相連，該端的端點c與另一電壓引線(9)連接；電流引線(8)、電壓引線(9)穿過細陶瓷管(2)內并通過流動膠固定，電流引線(8)、電壓引線(9)的端頭伸出細陶瓷管(2)，細陶瓷管(2)通過膠(10)固定在支撐細管(7)內，細陶瓷管(2)的端頭伸出支撐細管(7)外，支撐細管(7)通過壓緊螺母(4)、密封墊(5)和推環(6)與真空圓管伸出端(3)連接。2.根據權利要求1所述的一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，其特征在于:所述試驗元件(I)為微米量級的鎢絲，具有高電阻溫度系數、電阻率和抗拉強度，即作加熱元件，又作為測量元件和試驗元件。3.根據權利要求1所述的一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，其特征在于:所述電流引線(8)為銅絲，直徑為0.5_，用于提供電流加熱。4.根據權利要求1所述的一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，其特征在于:所述電壓引線(9)為康銅絲，直徑為0.05mm，用于測量試驗元件(I)兩端b-c的電壓，減小軸向導熱，便于精確測量。5.根據權利要求1所述的一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，其特征在于:所述真空圓管伸出端(3)為有機玻璃，便于結構的安裝和實驗的觀察。6.根據權利要求1所述的一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，其特征在于:所述細陶瓷管(2)開有兩個小孔，用于引出電流引線(8)和電壓引線(9)。7.根據權利要求1所述的一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，其特征在于:所述細陶瓷管(2)通過膠(10)固定在支撐細管(7)內，具體流程是先用快速固定膠固定細陶瓷管(2)，再用環氧樹脂膠加固，最后用有機硅膠密封，達到固定和密封的兩重效果。8.根據權利要求1所述的一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，其特征在于:所述流動膠為雙組份高透明環氧樹脂。9.根據權利要求1所述的一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，其特征在于:所述密封墊(5)為橡膠密封材料，通過旋擰壓緊螺母(4)，擠壓推環(6)，使密封墊(5)變形，達到支撐細管(7)和真空圓管伸出端(3)之間的密封。10.根據權利要求1所述的一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，其特征在于:所述支撐細管(7)為銅管。
【專利摘要】一種在圓管內安裝微小尺度試件的裝配結構，包括兩個相對的真空圓管伸出端，試驗元件通過真空圓管伸出端垂直設置在真空圓管內，試驗元件兩端與電流引線、電壓引線連接，電流引線、電壓引線穿過細陶瓷管內并通過流動膠固定，細陶瓷管通過膠固定在支撐細管內，支撐細管通過壓緊螺母、密封墊和推環與真空圓管伸出端連接，本發明可確保微尺度試驗元件垂直放入真空圓管內，且兩端繃緊，沒有松弛現象，密封性能保持良好，試驗元件和真空圓管之間是相互獨立的，便于不同試驗元件的更換和拆卸,同時試驗元件兩端分別引出電流引線和電壓引線，便于四線制方法測量，從而提高實驗測量精度。
【IPC分類】G01N25/20, F16L5/06
【公開號】CN105548248
【申請號】CN201510931930
【發明人】厲彥忠, 謝福壽, 王鑫寶, 朱康, 馬原
【申請人】西安交通大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月12日