專利名稱：真空變溫管式爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種管式爐，尤其涉及ー種真空變溫管式爐。
背景技術(shù)：
線膨脹系數(shù)，有時也稱為線彈性系數(shù)，指溫度每變化TC材料長度變化的百分率。絕大多數(shù)物質(zhì)都有“熱脹冷縮”的特性，這是由于物質(zhì)內(nèi)部分子熱運(yùn)動加劇或減弱造成的。這個性質(zhì)在工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，在機(jī)械和儀器的制造中，在材料的加工，如焊接中，都應(yīng)考慮到，否則，將影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和儀表的精度。材料的線膨脹是材料受熱膨脹時，在ー維方向上的伸長。線脹系數(shù)是選用材料的ー項(xiàng)重要指標(biāo)。特別是研制新材料，少不了要對材料線脹系數(shù)作測定。線膨脹系數(shù)測定儀是對固體線膨脹系數(shù)的一種直讀式測定儀，在生產(chǎn) 研發(fā)中、大專院校的普通物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對物質(zhì)的熱脹冷縮的特性可做出定量考査，并可對鐵、銅、鋁棒等金屬以及其它固體物質(zhì)的線膨脹系數(shù)做精確測量計(jì)算，分析影響測量精度的諸因素，觀察某些合金材料在金相組織發(fā)生變化溫度附近，出現(xiàn)線膨脹量的突變現(xiàn)象。測定線膨脹系數(shù)，關(guān)鍵測量為測量固體在某一溫度范圍內(nèi)的微長量，通常用光杠桿法和螺旋測微法兩種方法測量，其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確度關(guān)鍵在于測量溫度場的均勻性和穩(wěn)定性。目前，在基本材料的線膨脹測量方面，變溫管式爐的溫度控制一般采用冷熱兩個恒溫浴，冷恒溫浴的溫度在-32°C -28°c之間，熱恒溫浴的溫度在+28°C +32°C之間，在測量時需要保持冷熱兩個恒溫浴的溫度不變。測定物質(zhì)膨脹系數(shù)吋，首先將被測定物質(zhì)放入冷恒溫浴，大約5 10分鐘，物質(zhì)收縮穩(wěn)定后，開始測量其收縮線長度，然后將物質(zhì)放入熱恒溫浴，大約5 10分鐘，待物質(zhì)膨脹穩(wěn)定后，開始測量其收縮線長度。這個過程需要重復(fù)一次，然后將測量的收縮長度和膨脹長度帶入通用的公式，計(jì)算出該物質(zhì)的線膨脹系數(shù)。這種線膨脹儀的操作繁瑣，需要將被測物質(zhì)在冷熱環(huán)境中來回移動，造成的誤差大，測試效率低，很容易影響操作者準(zhǔn)確性的判斷，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，即使實(shí)驗(yàn)成功，其實(shí)驗(yàn)精度也往往不會高。測試時的恒溫控制往往由操作者根據(jù)溫度器顯示出的溫度變化及時向預(yù)冷卻槽中甲醇加入干冰來實(shí)現(xiàn)，一方面操作不便，另ー方面實(shí)驗(yàn)室中用大量甲醇和干冰，甲醇隨大量ニ氧化碳帶出，影響人體健康。另外，在測量中保持冷溫浴和熱溫浴恒定在技術(shù)操作上難度很大，毎次測量得到溫度范圍十分有限。由上可見，現(xiàn)有采用電阻絲加熱雖然獲得的溫度范圍寬，容易變溫，但是功率消耗大，溫度場均勻穩(wěn)定性差。采用冷熱兩個恒溫浴雖然溫度場均勻穩(wěn)定性好，但是又具有如下缺陷1)僅可對于冷熱兩個恒溫浴，即冷恒溫浴的溫度在-32°c -28°c之間，熱恒溫浴的溫度在+28°C +32°C的兩個溫度區(qū)間相對于樣品原溫度(一般為室溫)做定溫的線膨脹系數(shù)測定；2)無法變溫，更無法觀察線膨脹量的突變現(xiàn)象。3)設(shè)備復(fù)雜而龐大，其價(jià)高昂。因此，為了使線膨脹系數(shù)測定儀的變溫管式爐的溫度場均勻穩(wěn)定，獲得的溫度范圍寬，測量結(jié)果精度高，兼顧電阻絲加熱和恒溫浴加熱的優(yōu)點(diǎn)，有必要對現(xiàn)有的線膨脹系數(shù)測定儀的變溫管式爐進(jìn)行改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供ー種真空變溫管式爐，使線膨脹系數(shù)測定儀的溫度場均勻穩(wěn)定，獲得的溫度范圍寬，測量結(jié)果誤差小精度高。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供ー種真空變溫管式爐，包括內(nèi)層玻璃管和外層玻璃管，所述內(nèi)層玻璃管和外層玻璃管密封形成中空的圓柱體管，所述內(nèi)層玻璃管和外層玻璃管之間為真空層，所述內(nèi)層玻璃管外部涂覆有電加熱層，所述電加熱層兩端引出有貫穿外層玻璃管的電極連接線，所述內(nèi)層玻璃管內(nèi)部中空區(qū)域?yàn)榧訜釁^(qū)。上述的真空變溫管式爐，其中，所述電加熱層為PTC陶瓷膜。上述的真空變溫管式爐，其中，所述外層玻璃管外部鍍有反射銀膜。本實(shí)用新型對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本實(shí)用新型提供的真空變溫管式 爐，通過采用內(nèi)外兩層玻璃管機(jī)構(gòu)設(shè)置，內(nèi)外之間為真空保溫層，使得樣品可連續(xù)變溫，連續(xù)測量，通過透明玻璃管便于觀察線膨脹量的突變現(xiàn)象；內(nèi)層玻璃管涂覆電加熱物質(zhì)代替現(xiàn)有的電阻絲，從而使線膨脹系數(shù)測定儀的溫度場均勻穩(wěn)定，獲得的溫度范圍寬，而且功率只有幾十瓦，穩(wěn)定性更好，測量結(jié)果誤差小精度高。

圖I為本實(shí)用新型的真空變溫管式爐剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的真空變溫管式爐斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I內(nèi)層玻璃管 2外層玻璃管 3真空層4PCT陶瓷膜 5反射銀膜 6連接線7加熱區(qū)
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的描述。圖I為本實(shí)用新型的真空變溫管式爐剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型的真空變溫管式爐斷面結(jié)構(gòu)示意圖。請參見圖I和圖2，本實(shí)用新型提供的真空變溫管式爐內(nèi)層玻璃管I和外層玻璃管2，內(nèi)層玻璃管I和外層玻璃管2密封形成中空的圓柱體管，內(nèi)層玻璃管I和外層玻璃管2之間為真空層3，所述內(nèi)層玻璃管I外部涂覆有電加熱層，所述電加熱層兩端引出有貫穿外層玻璃管2的電極連接線6，所述內(nèi)層玻璃管I內(nèi)部中空區(qū)域?yàn)榧訜釁^(qū)7。上述的真空變溫管式爐為內(nèi)外ニ層機(jī)構(gòu)，內(nèi)層玻璃管I為電加熱層，外層玻璃管2具有機(jī)構(gòu)支撐的功能，在內(nèi)外層之間為真空層3。內(nèi)層玻璃管I上的電加熱物質(zhì)為PCT陶瓷膜材料4，由于采用玻璃管徑向、軸向?qū)ΨQ空間涂覆，其熱能功效依幾何空間處處對稱均勻，從而確保管式爐的溫度場均勻。內(nèi)外層之間的中層為真空保溫層設(shè)計(jì)，以降低熱傳導(dǎo)，保障管內(nèi)溫度區(qū)的溫度穩(wěn)定。外層玻璃管2上鍍有反射銀膜5，以降低熱輻射，從而能進(jìn)ー步提高管內(nèi)溫區(qū)的溫度穩(wěn)定性能。在線膨脹系數(shù)測定儀測試中，打開電源，通過連接線6加熱PCT陶瓷膜(PositiveTemperature Coefficient,正的溫度系數(shù))4使內(nèi)層玻璃管I升溫。當(dāng)加熱至待測溫度時，將待測物質(zhì)放入內(nèi)玻璃管I內(nèi)。目前，廣泛采用的線膨脹系數(shù)測定法為示差法，將待測物體放入內(nèi)玻璃管I至5 10分鐘，測出待測物體在溫度升高后長度的増加量，在已知待測物體原來長度的情況下，則能根據(jù)公式測量出該物質(zhì)的線膨脹系數(shù)。目前，在基本材料的線膨脹測量方面，變溫管式爐的溫度控制一般采用冷熱兩個恒溫浴，冷恒溫浴的溫度在-32°C -280C之間，熱恒溫浴的溫度在+28°C +32°C之間，在測量時需要保持冷熱兩個恒溫浴的溫度不變。測定物質(zhì)膨脹系數(shù)時，首先將被測定物質(zhì)放入冷恒溫浴，大約5 10分鐘，物質(zhì)收縮穩(wěn)定后，開始測量其收縮線長度，然后將物質(zhì)放入熱恒溫浴，大約5 10分鐘，待物質(zhì)膨脹穩(wěn)定后，開始測量其收縮線長度。本實(shí)用新型的真空變溫管式爐溫度場均勻穩(wěn)定，可在室溫至350°C的溫度范圍內(nèi)獲得變溫管式爐中線膨脹樣品區(qū)域中均勻溫度場，均勻溫場為IOOmm ;達(dá)徑向小于±0. 2°C /IOmm ;軸向小于±0. 06°C /IOmm ;溫度波動小于±0.05°C /60mins。顯著超過目前國內(nèi)外各類市場銷售的相關(guān)儀器。綜上所述，本實(shí)用新型提供的真空變溫管式爐，通過采用內(nèi)層玻璃管I和外層玻璃管2兩層密封設(shè)置，內(nèi)外之間為真空層3，使得樣品可連續(xù)變溫，連續(xù)測量，通過透明玻璃 管便于觀察線膨脹量的突變現(xiàn)象；內(nèi)層玻璃管涂覆電加熱物質(zhì)代替現(xiàn)有的電阻絲，從而使線膨脹系數(shù)測定儀的溫度場均勻穩(wěn)定，獲得的溫度范圍寬，而且功率只有幾十瓦，穩(wěn)定性更好，測量結(jié)果誤差小精度高。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例掲示如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.ー種真空變溫管式爐，其特征在干包括內(nèi)層玻璃管(I)和外層玻璃管(2)，所述內(nèi)層玻璃管(I)和外層玻璃管(2)密封形成中空的圓柱體管，所述內(nèi)層玻璃管(I)和外層玻璃管⑵之間為真空層(3)，所述內(nèi)層玻璃管⑴外部涂覆有電加熱層，所述電加熱層兩端引出有貫穿外層玻璃管(2)的電極連接線(6)，所述內(nèi)層玻璃管(I)內(nèi)部中空區(qū)域?yàn)榧訜釁^(qū)⑵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空變溫管式爐，其特征在于所述電加熱層為PTC陶瓷膜⑷。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的真空變溫管式爐，其特征在于所述外層玻璃管(2)外部鍍有反射銀膜(5)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種真空變溫管式爐，包括內(nèi)層玻璃管和外層玻璃管，所述內(nèi)層玻璃管和外層玻璃管形成中空的密封圓柱體管，所述內(nèi)層玻璃管和外層玻璃管之間為真空層，所述內(nèi)層玻璃管外部涂覆有電加熱層，所述電加熱層兩端引出有貫穿外層玻璃管的電極連接線，所述內(nèi)層玻璃管內(nèi)部中空區(qū)域?yàn)榧訜釁^(qū)。本實(shí)用新型提供的真空變溫管式爐，通過采用內(nèi)外兩層玻璃管機(jī)構(gòu)設(shè)置，內(nèi)外之間為真空保溫層，使得樣品可連續(xù)變溫，連續(xù)測量，通過透明玻璃管便于觀察線膨脹量的突變現(xiàn)象；內(nèi)層玻璃管涂覆電加熱物質(zhì)代替現(xiàn)有的電阻絲，從而使線膨脹系數(shù)測定儀的溫度場均勻穩(wěn)定，獲得的溫度范圍寬，而且功率只有幾十瓦，穩(wěn)定性更好，測量結(jié)果誤差小精度高。
文檔編號F27B17/02GK202485433SQ20122006638
公開日2012年10月10日 申請日期2012年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月27日
發(fā)明者趙東汴, 黃學(xué)東 申請人:上海實(shí)博實(shí)業(yè)有限公司