RGD-3001A智能导热系数测试装置的设计与实现

1 引 言

    随着世界性能源的日益紧张，节能已成为人们的普遍共识。国家建设部在 1995 年颁布了《城市建筑节能实施细则》等文件，把 JGJ 26-1995《民用建筑节能设计标准<采暖居住建筑部分>》列为强制性标准，同时建设部又于 2000 年 10 月 1 日发布了第 76 号令《民用建筑节能管理规定》，对不符合节能标准的项目不得批准建设，2005 年又出台了GB 50189-2005《公共建筑节能设计标准》。在这样一系列的节能政策、法规、标准和强制性条文的指导下，我国住宅建设的节能工作不断深入，节能标准不断提高，引进开发了许多新型的节能技术和材料，在住宅建筑中大力推广使用。同时也要求生产及施工部门对所用的保温材料进行确切的测试，确定其是否达到保温的要求。因此，对绝热保温材料导热系数的测试就十分的必要。目前，国外在导热系数的测量上已有较大的发展，其中激光闪射法就是一种公认的热传导测试方法，应用领域涵盖各类固体、粉末及液体而且能测较高的温度。而我们国内在导热系数的测试装置还停留在 20 世纪 80年代的水平，基本上以手动和人工测量、记录为主。因此，依据 GB 10294-1988《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法》，研制了 RGD-3001A智能导热系数测试装置，解决了以往导热系数测试过程中人工测量厚度和人工加压带来的测量误差，同时把人机界面和 PLC 自动控制技术应用到测试装置中，提高了工作效率及自动化程度，测试过程及最后结果可随时存取和打印。

2 导热系数测试的硬件结构

    该导热系数测试装置分为三个部分，即装置主体（机械结构部分）、电气控制部分、信号采集和数据处理系统。

    装置主体为仪器的核心部分，详见图 1。除了常规具有的主热板、冷面板、环热板、背防护热板、冷却水箱等组成部份以外，还增加了自动厚度测量及试样自动夹紧的压力装置。电气控制部分由 PLC 及人机界面完成对电机及运动部分的控制、工作状态显示。信号采集和数据处理系统是一台带 AIBUS 通讯功能的数据采集仪，完成对采集的信号进行处理，并将处理后的所有数据通过 5.7 英寸的液晶屏显示出来，测试过程无需人工干预。

2.1 智能导热系数测试装置的硬件结构

2.1.1 装置的主体部分

    装置的主体由热板、冷板、外防护套、夹紧机构以及支架等部分所组成，如图 1 所示。

    （1）热板。热板是装置的关键部件之一，依据标准要求，并综合多种因素，选择 H62 的材质，其直径为 Φ300mm 的圆板。热板由中心计量部分、防护环部分、中心加热器和防护环加热器所组成。