專利名稱：用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí) 用新型涉及電阻爐技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐。
背景技術(shù)：
實(shí)驗(yàn)電爐廣泛用于材料、冶金、化學(xué)與化工、生物、醫(yī)學(xué)等各類實(shí)驗(yàn)室，主要用于材料的干燥、煅燒、固相合成、晶化等熱處理過(guò)程。在一些實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，常需要了解試樣在不同溫度或時(shí)間熱處理后的質(zhì)量的變化，從而揭示材料在熱處理過(guò)程中的變化規(guī)律。目前的辦法是先分別取各試樣的質(zhì)量，然后將各試樣分別按設(shè)定的溫度和時(shí)間制度進(jìn)行熱處理，然后等樣品完全冷卻至室溫時(shí)，再稱樣品的質(zhì)量，通過(guò)比較計(jì)算樣品熱處理前后的質(zhì)量，可得出各樣品在對(duì)應(yīng)熱處理?xiàng)l件下的質(zhì)量變化情況。這樣的過(guò)程需要很多試樣，同時(shí)要多次實(shí)驗(yàn)，既費(fèi)時(shí)，有大量耗能。更重要的是，如果樣品在降溫過(guò)程中存在化學(xué)反應(yīng)或吸潮等現(xiàn)象，將難以獲得熱處理后樣品確切的質(zhì)量數(shù)據(jù)。另一種能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樣品在受熱過(guò)程中質(zhì)量變化的實(shí)驗(yàn)手段是對(duì)試樣熱重分析，利用熱重分析儀(或差熱儀)可實(shí)時(shí)記錄樣品從低溫到高溫時(shí)的質(zhì)量變化。但差熱議不僅價(jià)格昂貴(從四五萬(wàn)元到幾十萬(wàn)元不等)，且差熱分析技術(shù)存在以下問(wèn)題一是，樣品用量少，只有幾十毫克，當(dāng)實(shí)驗(yàn)樣品不十分均勻時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果極易出現(xiàn)誤差；二是，差熱分析技術(shù)無(wú)法在一個(gè)樣品的一次分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中設(shè)置不同的速率升溫以及在多個(gè)特定溫度下保溫一定時(shí)間，因此其結(jié)果也無(wú)法反應(yīng)材料在特定熱處理工藝條件下的重量變化情況。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，不僅具有普通電爐的加熱等功能，而且能實(shí)時(shí)分析樣品在多階段熱處理工藝條件下的
質(zhì)量變化。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案—種用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，包括爐膛、電子分析天平、溫度控制器和計(jì)算機(jī)；爐膛內(nèi)設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕己陀糜谑⒀b待分析樣品的耐火容器，該耐火容器放置在一個(gè)上墊板上；電子分析天平設(shè)置在爐膛外，電子分析天平上設(shè)置有下墊板，下墊板通過(guò)支撐桿與上墊板相連，計(jì)算機(jī)同時(shí)連接電子分析天平和溫度控制器，該溫度控制器與測(cè)溫?zé)犭娕茧娺B接。進(jìn)一步地，支撐桿為三根，呈三角形分布。進(jìn)一步地，上墊板下平面上開(kāi)有呈三角形分布的上凹孔，下墊板上平面上開(kāi)有呈三角形分布的下凹孔，支撐桿一端插入上凹孔，另一端穿過(guò)爐膛底部插入下凹孔。進(jìn)一步地，爐膛底磚爐內(nèi)一面設(shè)有凹陷，該凹陷與上墊板尺寸形狀一致，且開(kāi)有支撐桿穿孔，支撐桿穿孔直徑大于支撐桿的直徑。[0011]進(jìn)一步地，其還包括有無(wú)孔耐火板，該無(wú)孔耐火板與上墊板尺寸形狀一致。進(jìn)一步地，電子分析天平上設(shè)置有保溫?fù)醢寤蚋魺釋印＿M(jìn)一步地，計(jì)算機(jī)為PC機(jī)，溫度控制器和PC機(jī)之間通過(guò)RS485總線進(jìn)行通信，電子分析天平和PC機(jī)之間通過(guò)RS232總線進(jìn)行通信。進(jìn)一步地，上墊板及下墊板材質(zhì)為氧化鋁。進(jìn)一步地，支撐桿材質(zhì)為氧化鋁。本實(shí)用新型的有益效果可根據(jù)樣品多少，選擇量程及精度與之配套的電子分析天平；根據(jù)樣品要加熱的最高溫度選擇電阻爐的加熱元件 及爐膛材料；根據(jù)熱處理工藝要求，設(shè)置程序控制電爐的升降溫速率及恒溫溫度與時(shí)間，采用I份樣品I次實(shí)驗(yàn)，即可獲取樣品在不同熱處理?xiàng)l件下的失重?cái)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集由計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行，省時(shí)省力，節(jié)能降耗；設(shè)備投資少，測(cè)試樣品的絕對(duì)質(zhì)量大，測(cè)試結(jié)果的相對(duì)誤差小，能反映樣品的總體情況。

圖I為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為下墊板主視示意圖。圖3為下墊板俯視示意圖。圖4為上墊板主視示意圖。圖5為本實(shí)用新型電器原理示意圖。圖6為爐膛底磚結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖6中A-A剖視示意圖。圖8為無(wú)孔耐火板與爐膛底磚結(jié)合狀態(tài)示意圖。圖中I、測(cè)溫?zé)犭娕迹?、耐火容器，3、上墊板，4、支撐桿，5、下墊板，6、電子分析天平，7、控制器，8、計(jì)算機(jī)，9、隔熱層，10、下凹孔，11、上凹孔，12、爐膛，13、凹陷，14、爐膛底磚，15、支撐桿穿孔，16、無(wú)孔耐火板。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于本領(lǐng)域人員更好理解本實(shí)用新型。參考附圖1，一種用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，包括爐膛、電子分析天平6、溫度控制器7和計(jì)算機(jī)8 ;爐膛內(nèi)設(shè)有用于樣品加熱的測(cè)溫?zé)犭娕糏和用于盛裝待分析樣品的耐火容器2，該耐火容器2放置一個(gè)上墊板3上；電子分析天平6設(shè)置在爐膛12夕卜，電子分析天平6上設(shè)置有下墊板5，下墊板5通過(guò)支撐桿4上墊板3相連，計(jì)算機(jī)8同時(shí)連接電子分析天平6和溫度控制器7，該溫度控制器7與測(cè)溫?zé)犭娕糏電連接。參考附圖I支撐桿4為三根，呈三角形分布。參考附圖4上墊板3下平面上開(kāi)有呈三角形分布的上凹孔11，參考附圖2、3下墊板5上平面上開(kāi)有呈三角形分布的下凹孔10，支撐桿4 一端插入上凹孔11，另一端穿過(guò)爐膛底部插入下凹孔10。參考附圖6、7爐膛底磚14爐內(nèi)一面設(shè)有凹陷13，該凹陷13與上墊板尺寸形狀一致，且開(kāi)有支撐桿穿孔15，支撐桿穿孔15直徑大于支撐桿4的直徑。參考附圖8，本實(shí)用新型還包括有無(wú)孔耐火板16，該無(wú)孔耐火板16與上墊板3尺寸形狀一致，防止作為普通電阻爐使用時(shí)支撐桿穿孔15向外散熱。參考附圖I電子分析天平6上設(shè)置有保溫?fù)醢寤蚋魺釋?，減少爐體散熱對(duì)電子分析天平6的影響。本實(shí)用新型實(shí)施例中，上墊板3及下墊板5材質(zhì)為氧化鋁，支撐桿4材質(zhì)為氧化招。參考附圖5，計(jì)算機(jī)為PC機(jī)，溫度控制器和PC機(jī)之間通過(guò)RS485總線進(jìn)行通信，電子分析天平和PC機(jī)之間通過(guò)RS232總線進(jìn)行通信。其中溫度控制器進(jìn)行耐火容器2所處 環(huán)境溫度的檢測(cè)，根據(jù)設(shè)定的溫度值及升溫速度進(jìn)行自動(dòng)控制，同時(shí)將溫度數(shù)據(jù)通過(guò)RS485通信方式傳送至PC機(jī)主機(jī)，并能接收來(lái)自PC機(jī)主機(jī)發(fā)送的溫度設(shè)定值及升溫速度等數(shù)據(jù)；電子分析天平測(cè)得的質(zhì)量數(shù)據(jù)通過(guò)RS232通信方式傳送至PC機(jī)主機(jī)。在PC機(jī)主機(jī)上運(yùn)行通信軟件，能夠同時(shí)將來(lái)自溫度控制器和電子分析天平的數(shù)據(jù)采集到PC機(jī)主機(jī)中，并進(jìn)行變換、顯示和記錄。在PC機(jī)的顯示器上進(jìn)行電子分析天平的測(cè)量精度檔次、顯示方式的設(shè)定，并按照設(shè)定的測(cè)量精度和顯示方式實(shí)時(shí)顯示并記錄溫度與質(zhì)量數(shù)據(jù)?？蛇M(jìn)行溫度設(shè)定值及升溫速度等參數(shù)的設(shè)置，并發(fā)送至數(shù)字溫度控制器?？蓽y(cè)量未放置物料時(shí)耐火容器2的質(zhì)量，作為物料質(zhì)量測(cè)量時(shí)的基準(zhǔn)質(zhì)量，進(jìn)而記錄并顯示耐火容器2內(nèi)物料的凈質(zhì)量。實(shí)踐中，各個(gè)器件選擇如下
權(quán)利要求1.一種用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，其特征在于包括爐膛、電子分析天平、溫度控制器和計(jì)算機(jī)；爐膛內(nèi)設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕己陀糜谑⒀b待分析樣品的耐火容器，該耐火容器放置在一個(gè)上墊板上；電子分析天平設(shè)置在爐膛外，電子分析天平上設(shè)置有下墊板，下墊板通過(guò)支撐桿與上墊板相連，計(jì)算機(jī)同時(shí)連接電子分析天平和溫度控制器，該溫度控制器與測(cè)溫?zé)犭娕茧娺B接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，其特征在于支撐桿為三根，呈三角形分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，其特征在于上墊板下平面上開(kāi)有呈三角形分布的上凹孔，下墊板上平面上開(kāi)有呈三角形分布的下凹孔，支撐桿一端插入上凹孔，另一端穿過(guò)爐膛底部插入下凹孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，其特征在于爐膛底磚爐內(nèi)一面設(shè)有凹陷，該凹陷與上墊板尺寸形狀一致，且開(kāi)有支撐桿穿孔，支撐桿穿孔直徑大于支撐桿的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，其特征在于其還包括有無(wú)孔耐火板，該無(wú)孔耐火板與上墊板尺寸形狀一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，其特征在于電子分析天平上設(shè)置有保溫?fù)醢寤蚋魺釋印?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，其特征在于計(jì)算機(jī)為PC機(jī)，溫度控制器和PC機(jī)之間通過(guò)RS485總線進(jìn)行通信，電子分析天平和PC機(jī)之間通過(guò)RS232總線進(jìn)行通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7任意一項(xiàng)所述用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，其特征在于上墊板及下墊板材質(zhì)為氧化鋁。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至7任意一項(xiàng)所述用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，其特征在于支撐桿材質(zhì)為氧化鋁。
專利摘要本實(shí)用新型旨在提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，不僅具有普通電爐的加熱等功能，而且能實(shí)時(shí)分析樣品在多階段熱處理工藝條件下的質(zhì)量變化。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種用于材料熱重分析的廂式多功能實(shí)驗(yàn)電阻爐，包括爐膛、電子分析天平、溫度控制器和計(jì)算機(jī)；爐膛內(nèi)設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕己陀糜谑⒀b待分析樣品的耐火容器，該耐火容器放置在一個(gè)上墊板上；電子分析天平設(shè)置在爐膛外，電子分析天平上設(shè)置有下墊板，下墊板通過(guò)支撐桿與上墊板相連，計(jì)算機(jī)同時(shí)連接電子分析天平和溫度控制器，該溫度控制器與測(cè)溫?zé)犭娕茧娺B接。
文檔編號(hào)F27B17/02GK202792965SQ20122050646
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者劉世權(quán), 宋廷壽, 黃明鍵, 郭岱東, 代后兆 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)