专利摘要

本实用新型涉及一种冰熔解热实验设备，特别涉及磁悬浮冰熔解热测量仪，包括内筒、外筒和盖体，所述盖体包括上盖和下盖，所述下盖和内筒之间形成密闭的内腔室，所述外筒和上盖之间形成密闭的外腔室，所述内腔室内设有待测料，所述外腔室内设有阻热料，所述待测料包括环 形冰块与冷水，且环形冰块内设有磁铁，所述盖体上设有温度计示器，所述温度计示器贯穿盖体，且温度计示器的传感探头伸入内腔室中，平衡时温度都为零度，使得内筒中的冰(圆环形冰块)水混合物为孤立系统与外界无热量交换，解决了外界环境对测量的干扰，最大程度的减小了热量的散失，使得U型加热管产生的热量都被冰块吸收，大大的提高了测量结果的准确性。

权利要求

1.磁悬浮冰熔解热测量仪，包括内筒、外筒和盖体，其特征在于，所述盖体包括上盖和下盖，所述下盖和内筒之间形成密闭的内腔室，所述外筒和上盖之间形成密闭的外腔室；

所述内腔室内设有待测料，所述外腔室内设有阻热料，所述待测料包括环形冰块与冷水，且环形冰块内设有磁铁；

所述盖体上设有温度计示器，所述温度计示器贯穿盖体，且温度计示器的传感探头伸入内腔室中；

所述下盖的下端面上设有加热管，所述外筒底部设有磁悬浮重力传感器。

2.如权利要求1所述的磁悬浮冰熔解热测量仪，其特征在于，所述加热管为U形结构，且加热管通过连接架安装固定。

3.如权利要求2所述的磁悬浮冰熔解热测量仪，其特征在于，所述连接架靠加热管一端为圆盘形结构。

4.如权利要求3所述的磁悬浮冰熔解热测量仪，其特征在于，所述上盖和下盖之间间隔设置，且之间设有连接杆。

5.如权利要求4所述的磁悬浮冰熔解热测量仪，其特征在于，所述内筒和下盖之间、外筒和外盖之间均通过螺纹连接。

6.如权利要求4所述的磁悬浮冰熔解热测量仪，其特征在于，所述连接架、下盖、接线管和上盖之间形成供电路连线的腔道，所述腔道在上盖处还设有接线端口。

7.如权利要求4所述的磁悬浮冰熔解热测量仪，其特征在于，所述阻热料至少浸没内筒，所述内筒和外筒均由热绝缘材料制成。

8.如权利要求1或2所述的磁悬浮冰熔解热测量仪，其特征在于，所述加热管沿环形冰块轴线方向布置。

9.如权利要求1所述的磁悬浮冰熔解热测量仪，其特征在于，所述阻热料为冰水混合物。

10.如权利要求1所述的磁悬浮冰熔解热测量仪，其特征在于，所述外筒底部设有支撑座，所述支撑座内设有升降机构，所述磁悬浮重力传感器通过升降机构纵向移动调节。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种冰熔解热实验设备，特别涉及磁悬浮冰熔解热测量仪。

背景技术

采用热平衡原理测定冰的熔解热的仪器装置，目前使用最普遍的是量热器。量热器由保温筒、內筒、温度计、搅拌器等组成。利用热平衡原理进行测量。使用量热器和这种测定方法，存在多种不足之处：关键在于制取0℃冰粒的方法不但耗时耗力，效果还很难保证。而且冰粒在取出擦干称重的过程中，继续在熔解，带来较大的不便和测量误差。由于冰完全熔解所需时间过长，对外散热较多，保温筒和内筒等吸热较大，使热损失增加。水和冰的导热性较差，虽经搅拌，温度分布仍不很均匀，造成水温测量不准。上述以上原因，导致学生实验误差经常过大，难以满足教学和教研需要。

而现有的改进型冰熔解测量仪在实验环境上尚有影响精度的不足，如加热方式、测量物的使用、温度隔绝等方面的问题，易受到实验环境影响，扩大系统误差。此外在结构和生产上过于复杂，日常维护不便，故障率高。

实用新型内容

针对现有的技术不足，本实用新型提供磁悬浮冰熔解热测量仪。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：磁悬浮冰熔解热测量仪，包括内筒、外筒和盖体，所述盖体包括上盖和下盖，所述下盖和内筒之间形成密闭的内腔室，所述外筒和上盖之间形成密闭的外腔室；

优选的，所述内腔室内设有待测料，所述外腔室内设有阻热料，所述待测料包括环形冰块与冷水，且环形冰块内设有磁铁；

优选的，所述盖体上设有温度计示器，所述温度计示器贯穿盖体，且温度计示器的传感探头伸入内腔室中；

优选的，所述下盖的下端面上设有加热管，所述外筒底部设有磁悬浮重力传感器。

优选的，所述加热管为U形结构，且加热管通过连接架安装固定。

优选的，所述连接架靠加热管一端为圆盘形结构。

优选的，所述上盖和下盖之间间隔设置，且之间设有连接杆。

优选的，所述内筒和下盖之间、外筒和外盖之间均通过螺纹连接。

优选的，所述连接架、下盖、接线管和上盖之间形成供电路连线的腔道，所述腔道在上盖处还设有接线端口。

优选的，所述阻热料至少浸没内筒，所述内筒和外筒均由热绝缘材料制成。

优选的，所述加热管沿环形冰块轴线方向布置。

优选的，所述阻热料为冰水混合物。

优选的，所述外筒底部设有支撑座，所述支撑座内设有升降机构，所述磁悬浮重力传感器通过升降机构纵向移动调节。

本实用新型的有益效果：1、内筒与外筒间放置冰水混合物，平衡时温度都为零度，使得内筒中的冰(圆环形冰块)水混合物为孤立系统与外界无热量交换，解决了外界环境对测量的干扰；此外，内桶为绝缘体，在加热片对冰块加热的过程中，最大程度的减小了热量的散失，使得U型加热管产生的热量都被冰块吸收，大大的提高了测量结果的准确性。

2、通过调节磁悬浮重力传感器位置，使得冰块始终悬浮于内筒水中，通过重力传感器示数的变化得知系统是否平衡，解释为：当重力传感器示数不变时，说明系统内冰水混合物为零度，系统达到平衡状态。所以通过重力传感器示数的变化可以确定系统是否达到稳定状态，进而确定实验前冰块确实为零度，将误差减少到最小。

3、提供了系统初态何时为稳定状态的一种方法：加热前，重力传感器示数不变时，与插在内筒中的温度计示数为零相互验证，确定冰水混合物为零度。

4、当内桶中的冰水混合物为孤立系统时，使用磁悬浮重力传感器测出熔解冰块的质量，此方法既可以得到实验中熔解冰块的质量，又无需取出冰块，所以整个过程外界与系统无热量交换，大大提高了测量的准确度。

5、提出了一种通过曲线拟合方法求解冰的熔解热。

附图说明

图1为本实用新型的组合结构示意图；

图2为本实用新型的分解结构示意图。

具体实施方式

如图1-图2所示，磁悬浮冰熔解热测量仪，包括内筒1、外筒2 和盖体3，所述盖体3包括上盖4和下盖5，所述下盖5和内筒1之间形成密闭的内腔室，所述外筒2和上盖4之间形成密闭的外腔室。上盖4和下盖5分别封闭外筒2和内筒1，尺寸两两对应。上盖4和下盖5可为分体式或一体式结构，以实际生产而定，在此不做过多赘述。

所述内腔室内设有待测料，所述外腔室内设有阻热料，所述待测料包括环形冰块与冷水，且环形冰块内设有磁铁。其中环形冰块为实际待测物，测量其熔解热。阻热料设置在外腔室中用来隔绝热量的流通，避免误差影响实验数据精准度。磁铁与磁悬浮重力传感器相互作用，通过调节磁悬浮重力传感器相对上下位置，使得环形冰块始终悬浮水面。

所述盖体3上设有温度计示器6，所述温度计示器6贯穿盖体3，且温度计示器6的传感探头伸入内腔室中。通过温度计示器6测量实验初始和过程温度变化，其为成熟的技术产品，在此不做过多阐述和限制。

所述下盖5的下端面上设有加热管7，所述外筒2底部设有磁悬浮重力传感器。在一些现有的实验设备中使用了加热片，其加热范围有限，加热效率相对较低且不均。加热管7的设计使得加热过程变为立体辐射式，加热效率高、加热均匀。磁悬浮重力传感器为利用磁悬浮技术来测量重力或载荷变化的传感器，为现有的技术手段在此不做过多阐述。

所述加热管7为U形结构，且加热管7通过连接架8安装固定。 U形结构为常见的一种提高加热效率形状，有利于加热电路设计以及呈现立体式热辐射。通过连接架8的设计，方便隔热料能够浸没或者包裹内筒1。

所述连接架8靠加热管7一端为圆盘形结构，该形状形成良好的隔热平面。

所述上盖4和下盖5之间间隔设置，且上盖4和下盖5之间设有连接杆9。连接杆9起到连接和隔开上盖4、下盖5的作用。

所述内筒1和下盖5之间、外筒2和外盖之间均通过螺纹连接，方便安装和密封。螺纹连接又与“迷宫密封”结构相似，即使介质通过曲折且狭窄的通道从而达到节流或密封的效果。

所述连接架8、下盖5、接线管10和上盖4之间形成供电路连线的腔道，所述腔道在上盖4处还设有接线端口。方便接线引出，可直接在接线端口处插接连接电源。

所述阻热料至少浸没内筒1，所述内筒1和外筒2均由热绝缘材料制成。形成包覆的隔热环境，减少热量损失逸散或者避免外界热量进入干扰。热绝缘材料又称为保温材料或隔热材料，在此不做过多阐述。

所述加热管7沿环形冰块轴线方向布置，即处于环形冰块中央处，降低实验系统误差。

所述阻热料为冰水混合物，基本构成与待测料相近，但阻热料基本作用不同，且在实验过程中能持续保持相对零度环境，也能适应外部环境的温度变化。

所述外筒2底部设有支撑座11，所述支撑座11内设有升降机构，所述磁悬浮重力传感器通过升降机构纵向移动调节。支撑座11用以安装磁悬浮重力传感器，同时也能使外筒2相对离地产生空气热隔绝的效果，进一步降低外部干扰因素影响。此处升降机构的实施方式有多种，如通过气缸直接驱动，或电机、齿轮、导轨(齿条)配合传动，或通过螺纹件带动丝杆将转动变为直线移动。但绝不仅限于此，此处只作为实施方式的解释说明。

内筒1放置环形冰块中包含磁铁，通过磁铁磁性作用于磁悬浮重力传感器，进而计算出熔解冰块的质量。整个内筒1包括上盖4浸没在外筒2盛装的冰水混合物中(为了防止热量交换，因为内筒1和外筒2的冰水都是零度)。环形冰块始终悬浮于水中，对环形冰块加热前磁悬浮重力传感器显示：m₀；ρ₁为水密度，ρ₂为环形冰块密度， V₀为加热前环形冰块体积；

加热一段时间后：(此时冰块没有熔解完全,内筒1温度一直依然维持零度)

对冰块加热后磁悬浮重力传感器显示：m₁；0度时冰密度为 0.9g/cm^3，根据ρ₁gV-mg＝(m₁-m₀)g，V为熔解冰的体积，那么，整个过程熔解冰的质量为：m＝9(m₁-m₀)；

熔解冰块吸收的热量全部来自与电源供电：Q＝Pt；P为功率，t 加热时间；

根据能量守恒：Q＝mL；L为冰的熔解热

所以：

本实用新型通过使用重力传感器测冰块浮力与重力差的改变量，得到熔解冰块的质量，其优点为：

1.整个过程系统与外界零热量交换，电源提供的热量全部被冰块吸收；

2.采用U形加热管7加热，由于冰块环绕加热管7四周，所以，加热管7的热量直接给予冰块，减去了热量传递给水、再给冰的过程；

3.此测量过程涵盖了热学、电学、力学，可以成为综合实验的基础。

总而言之，本实用新型将内筒1放置在外筒2内，通过使用U 形的加热管7熔解内筒1的环形冰块，使用磁悬浮重力传感器测量环形冰块浮力与重力差的改变量，得到熔解冰块的质量，实现冰熔解热的测量。整个测量过程与外界零热量交换，测量值精确。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，同时以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解。

磁悬浮冰熔解热测量仪专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。