一種基于非穩態傳熱技術的玻璃傳熱系數的快速檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型創造提供了一種基于非穩態傳熱技術玻璃傳熱系數的快速檢測裝置，通過自主設計研發的控制裝置及防護箱在中空玻璃一側施加固定的加熱功率，進而測量中空玻璃另一側表面的溫度變化及響應時間，分析溫度與時間變化的曲線，找出不同組合形式的中空玻璃表面溫度變化的規律，確定相關參數之間的關系及數學模型，尋找判定依據及判定指數(KP值)，進而鑒別被測試件是否為具有節能效果的中空玻璃。該裝置適用于各種施工環境，可以快速準確地計算出門窗、幕墻用中空玻璃的傳熱系數，且檢測數據精確，彌補了我國在現場檢測建筑門窗、幕墻用中空玻璃傳熱系數的空白。
【專利說明】
-種基于非穩態傳熱技術的玻璃傳熱系數的快速檢測裝置
技術領域
[0001] 本發明創造屬于建筑節能檢測技術領域，尤其設及一種基于非穩態傳熱技術的施 工現場快速區分普通與LOW-E中空玻璃的定性分析檢測裝置與檢測建筑口窗、幕墻用中空 玻璃傳熱系數的定量分析檢測裝置。
【背景技術】
[0002] 目前國內關于玻璃尤其是中空玻璃或鍛膜中空玻璃的檢測大多為試驗室檢測用 設備，設備體積大，因采用穩態傳熱原理，檢測過程很長，對環境條件的控制要求很苛刻。
[0003] 本發明創造基于非穩態傳熱的原理對建筑口窗、幕墻用中空玻璃進行現場定性分 析與定量分析檢測，并根據非穩態傳熱檢測的方法及計算公式快速、準確、直觀地鑒別被檢 中空玻璃是否具有Low-E玻璃，并準確計算出中空玻璃的傳熱系數，從而保證建筑口窗、幕 墻的整體節能效果能夠滿足"四步節能"的要求。該項技術可W廣泛應用于口窗及幕墻產品 工程復試、進場檢測、監督檢查等相關檢測活動中，檢測時間短，便于攜帶，適合全國推廣使 用。由于此套設備用于工程現場檢測，易受現場環境影響，通過防護箱的設計，最大程度減 少外界影響因素并提高準確度。

【發明內容】

[0004] 有鑒于此，本發明創造旨在提出一種基于非穩態傳熱技術的玻璃傳熱系數的快速 檢測裝置，W解決現有技術無法現場快速檢測中空玻璃傳熱系數W及現場快速鑒別普通與 1 ow-e中空玻璃的問題。
[0005] 為達到上述目的，本發明創造的技術方案是運樣實現的：
[0006] -種玻璃傳熱系數的快速檢測裝置，包括便攜式控制箱、防護箱和固定支架，所述 防護箱用于提供穩定的熱源并檢測待測玻璃的表面溫度，所述防護箱與所述便攜式控制箱 通過導線相連，所述便攜式控制箱用于監控檢測過程并處理所述防護箱的檢測數據，所述 固定支架用于將所述防護箱固定于待測中空玻璃上。
[0007] 進一步的，所述防護箱包括兩個分置于待測玻璃兩側且對稱設置的半封閉箱體， 箱體的各個角落均設有安裝定位孔，兩個所述半封閉箱體內填充有高效保溫材料，其中一 個半封閉箱體與待測玻璃的接觸面內嵌設有加熱片及溫度傳感器，相應的另一個半封閉箱 體內在所述加熱片的正對面與待測玻璃的接觸面內設有溫度傳感器，分別用于加熱待測玻 璃或檢測待測玻璃的表面溫度;所述半封閉箱體開口處的某一側壁上設有凹槽或通孔，用 于引出導線;所述半封閉箱體的箱底背面中屯、處設有一中屯、安裝孔，用于配合所述固定支 架固定安裝。
[0008] 進一步的，所述半封閉箱體的箱底背面為中屯、高四周低的坡面結構。
[0009] 進一步的，所述半封閉箱體內的箱體深度為10~70mm。
[0010] 更進一步的，所述半封閉箱體采用尼龍作為主體材料加工制作而成，箱體內設有 若干隔熱板隔斷，且所述隔熱板隔斷與所述安裝定位孔、中屯、安裝孔和所述半封閉箱體一 體成型。
[0011] 進一步的，所述便攜式控制箱包括加熱控制模塊和溫度檢測模塊，用于控制加熱 所述加熱片并檢測記錄所述溫度傳感器的數據;所述固定支架包括一鎖緊支架和位于支架 兩端的玻璃吸附器。
[0012] 進一步的，所述待測玻璃為普通中空玻璃或鍛膜中空玻璃。
[0013] 相對于現有技術，本發明創造所述的玻璃傳熱系數的快速檢測裝置具有W下優 勢：
[0014] 按照非穩態傳熱原理，通過自主研發的便攜式檢測裝置，可W準確快速檢測出中 空玻璃的判定指數化P值)及傳熱系數，最大程度減少現場環境對檢測結果的影響，提高了 檢測數據的準確度及穩定度;且檢測設備便于攜帶及安裝，檢測過程快速，檢測結果準確。
【附圖說明】

[0015] 構成本發明創造的一部分的附圖用來提供對本發明創造的進一步理解，本發明創 造的示意性實施例及其說明用于解釋本發明創造，并不構成對本發明創造的不當限定。在 附圖中：
[0016] 圖1為本發明創造實施例所述的快速檢測裝置的剖視圖；
[0017] 圖2為本發明創造實施例所述的快速檢測裝置的主視結構示意圖；
[0018] 圖3為本發明創造所述的快速檢測裝置中的半封閉箱體的實施例1的背面結構示 意圖；
[0019] 圖4為本發明創造所述的快速檢測裝置中的半封閉箱體的實施例1的正面結構示 意圖；
[0020] 圖5為本發明創造所述的快速檢測裝置中的半封閉箱體的實施例2的背面結構示 意圖；
[0021] 圖6為本發明創造所述的快速檢測裝置中的半封閉箱體的實施例2的正面結構示 意圖。
[0022] 附圖標記說明：
[0023] 1-待測玻璃;2-鎖緊支架;3-半封閉箱體;4-加熱片;5-溫度傳感器;6-高效保溫材 料;7-玻璃吸附器;8-便攜式控制箱;9-導線；31-中屯、安裝孔;32-安裝定位孔;33-凹槽;34- 通孔。
【具體實施方式】
[0024] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明創造中的實施例及實施例中的特征可 W相互組合。
[0025] 在本發明創造的描述中，需要理解的是，術語"中屯、"、"縱向"、"橫向"、"上"、"下"、 "前"、"后V'左'、"右V'豎曹'、"水甲V'頂'、"底V'胖V'外"等指示的方位或位置關系為 基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明創造和簡化描述，而不是指示 或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構造和操作，因此不能理解 為對本發明創造的限制。此外，術語"第一"、"第二"等僅用于描述目的，而不能理解為指示 或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有"第一"、"第二"等 的特征可W明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明創造的描述中，除非另 有說明，"多個"的含義是兩個或兩個W上。
[0026] 在本發明創造的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語"安 裝"、"相連"、"連接"應做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或一體地 連接;可W是機械連接，也可W是電連接;可W是直接相連，也可W通過中間媒介間接相連， 可W是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可W通過具體情況理解上 述術語在本發明創造中的具體含義。
[0027] 下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明創造。
[0028] 實施例1
[0029] -種玻璃傳熱系數的快速檢測裝置，可適用于采用定性分析的方法檢測中空玻璃 傳熱系數是否滿足施工要求，如圖1和2所示，包括便攜式控制箱8、防護箱和固定支架，所述 防護箱用于提供穩定的熱源并檢測待測玻璃的表面溫度，所述防護箱與所述便攜式控制箱 8通過導線9相連，所述便攜式控制箱8用于監控檢測過程并處理所述防護箱的檢測數據，所 述固定支架用于將所述防護箱固定于待測中空玻璃上。
[0030] 其中，如圖3和4所示，所述防護箱包括兩個分置于待測玻璃兩側且對稱設置的矩 形半封閉箱體3,箱體采用尼龍作為主體材料加工制作成型，箱體的四個角均設有安裝定位 孔32,兩個所述半封閉箱體3內填充有高效保溫材料6(優選硬質發泡聚氨醋），其中一個半 封閉箱體3與待測玻璃1的接觸面內嵌設有加熱片4及溫度傳感器，相應的另一個半封閉箱 體3內在所述加熱片4的正對面與待測玻璃的接觸面內設有溫度傳感器5,分別用于加熱待 測玻璃或檢測待測玻璃的表面溫度;所述半封閉箱體3開口處的某一側壁上設有凹槽33，用 于引出導線;為了增加對固定支架對防護箱的固定效果，便于施力，所述防護箱的半封閉箱 體3的箱底背面設計為中屯、高四周低的坡面結構，箱底背面中屯、處設有一中屯、安裝孔31，用 于配合所述固定支架固定安裝。
[0031] 由于定性分析的保溫效果相對要求較低，所W上述檢測裝置在應用到定性分析方 法檢測待測玻璃時，半封閉箱體內的箱體深度為l〇mm(此箱體深度可W根據實際保溫效果 要求增加厚度，增加的厚度在方便施工的基礎上越厚保溫越好，最低不能小于10mm)，且箱 體內無需設置多余的隔熱板，既能達到檢測所需要的保溫效果的同時結構簡單方便安裝與 攜帶。
[0032] 所述便攜式控制箱包括加熱控制模塊和溫度檢測模塊，用于加熱所述加熱片并檢 測記錄所述溫度傳感器的數據，同時也可W根據非穩態傳熱檢測的方法及計算公式，自主 開發檢測及模擬計算軟件并植入便攜式控制箱內，可W更加快速準確地計算出口窗、幕墻 用中空玻璃的傳熱系數，節省時間的同時計算精確，可直接輸出結果;所述固定支架包括一 鎖緊支架2和位于支架兩端的玻璃吸附器7,用于固定鎖緊所述防護箱與待測玻璃，使得檢 測效果更精確。
[0033] 實驗例與結果分析：
[0034] 將實施例1所述的檢測裝置與定性分析的檢測方法相結合用于區分工程中采用的 普通中空玻璃與帶LOW-E膜的中空玻璃的具體實驗例及統計數據如下：
[0035] 定性分析的檢測方法的實驗步驟：
[0036] 1.首先隨機選定一組相同規格、傳熱系數符合設計及施工要求的待測玻璃(6+1化 611)胖-6玻璃)100件，并進行編號；
[0037] 2.依照編號順序對玻璃進行檢測，并按照本發明實施例1中的快速檢測裝置結構 描述安裝防護箱與固定支架，使加熱片及溫度傳感器與待測玻璃表面貼緊；
[003引3.在所述待測玻璃的一側施加固定加熱功率，然后測量并記錄該組待測玻璃另一 側表面的溫度變化及響應時間，繪制并分析溫度與時間變化的曲線，計算其線性回歸曲線 的斜率，記為Kn值，具體數值見表1;
[0039] 表 1
[0040]


[0043]
[0044] 4.將誤差范圍在±4%的上述Kn值確定為最終的判定指數，記為Kp值；
[0045] 5.采用步驟3所述方法對相同規格的其余待檢玻璃進行檢測，并記錄溫度與時間 變化的曲線及斜率K，將被檢樣品的斜率K與Kp作比較，大于Kp值即為不符合設計及施工要求 的玻璃，小于或等于Kp值即為符合設計及施工要求的玻璃。
[0046] 6.數據存儲:重復步驟1-4,對其他不同組合形式的中空玻璃產品進行檢測，并收 集記錄相關的試驗數據及時間-溫度曲線，并將試驗數據進行分析，找出并記錄接收面表面 溫度曲線的Kp值。具體數據如下： 「nruvl
[004引 通過分析比對，6+12+6與6+1化化OW-E斜率化P值）相差約2.5倍，6+1化6+12+6與6+ 12+6+1化化OW-E斜率化P值)相差約2倍，區別很明顯。所W通過比較溫度與時間變化曲線斜 率化P值)的方法能快速、準確地區分普通中空玻璃與LOW-E中空玻璃。
[0049] 實施例2
[0050] -種玻璃傳熱系數的快速檢測裝置，如圖1和2所示，包括便攜式控制箱、防護箱和 固定支架，所述防護箱用于提供穩定的熱源并檢測待測玻璃的表面溫度，所述防護箱與所 述便攜式控制箱通過導線相連，所述便攜式控制箱用于監控檢測過程并處理所述防護箱的 檢測數據，所述固定支架用于將所述防護箱固定于待測中空玻璃上。
[0051] 如圖5和6所示，與實施例1不同的是本實施例中的所述半封閉箱體采用尼龍作為 主體材料加工制作而成，箱體內設有若干隔熱板隔斷，且所述隔熱板隔斷與所述安裝定位 孔、中屯、安裝孔和所述半封閉箱體一體成型;所述半封閉箱體開口處的某一側壁上設有通 孔34,用于引出導線。
[0052] 本實施例的防護箱體結構是針對于定量分析的保溫要求設計的，所述半封閉箱體 內的箱體深度為70mm，上述結構也可W應用到采用定性分析方法檢測待測玻璃中，相較于 實施例1中的結構保溫效果更好，檢測結果更準確、精度更高。
[0053] 實驗例與結果分析：
[0054] 將實施例2所述的檢測裝置與定量分析的檢測方法相結合用于檢測工程中采用的 普通中空玻璃或帶LOW-E膜的中空玻璃的具體實驗例及統計數據如下：
[0055] 定量分析的檢測與計算方法的步驟如下：
[0056] (1)選用實施例1中的待測玻璃(6+1化化OW-E中空玻璃）100件進行數據檢測；（2) 按照本發明實施例2中的快速檢測裝置結構描述安裝防護箱與固定支架，使加熱片及溫度 傳感器與待測玻璃表面貼緊；（3)記錄玻璃表面初始溫度，然后選擇加熱功率，加熱片開始 升溫，加熱一段時間，停止加熱，記錄停止加熱時接收面的溫度與對應時間；（4)繼續等待一 段時間，記錄接收面的溫度與對應時間，結束檢測；（5)按照國家標準用熱脈沖法檢測材料 導熱系數的計算公式，計算出被測玻璃的導熱系數；（6)按照國家標準用傳熱系數的計算公 式，計算出被測玻璃的傳熱系數。
[0057]檢測結果見表1，為了更清晰的描述整個定量分析的檢測過程，將檢測過程中的數 據記錄在表2中：
[0化引 表2
[0化9]
[0060]根據表2中記錄的檢測結果，采用下列計算公式計算待測玻璃的傳熱系數，并記錄 在表1中：
[0061 ] (1)計算:功率密度
[0062] 式中：Q-加熱功率(W);S-加熱面積（m);
[0063] U-加熱電壓(V) ;1-加熱電流(A);
[0064] (2)升溫時間：Tl = Tmax-Tstar = S:18:19-8:10:01 = 8' 9" =0.1383化）；
[0065] 式中：Tmax -停止加熱時刻；Tstar-開始加熱時刻；
[0066] (3)加熱時間：T2 = Ti = O. 1383 化）；
[0067] (4)降溫時間：T3 = Tend-Tstar = S:34:55-8:10:01 = 24'54" =0.415化）；
[006引式中：Tend-記錄降溫時刻；
[0069] (5)加熱面加熱過余溫度：目1 = tim-tis = 79.25-24.80 = 54.45 rc );
[0070] 式中：tlm-加熱面停止加熱時溫度;tis-加熱面初始溫度；
[0071 ] (6)接收面加熱過余溫度：目2 = t2m-t2s = 26.91-24.80 = 2.11 rc );
[0072]式中：t2m-接收面停止加熱時溫度;t2s-接收面初始溫度；
[007；3] (7)加熱面降溫過余溫度：目3 = tie-tis = 78.25-24.80 = 53.45 rc );
[0074] 式中：tie-加熱面記錄降溫時刻溫度
[0075]
[0076]
[0077]
[007引
[0079]
[0080]
[0081]
[0082]
[0083] 式中：U-傳熱系數也一內表面換熱系數，取8(W/m2 ? K);
[0084] he-外表面換熱系數，取23(W/m2 ? K)。
[00化]100組6+12+6L0W-E玻璃的傳熱系數統計數據見表3:
[00化]表3

[0089]
[0090] 上述數據表明，采用本發明中設備及定量分析的方法可W快速準確的計算出中空 玻璃的傳熱系數，誤差較小，同時還可W在控制箱中植入自主開發的檢測及模擬計算軟件， 快速準確地計算出口窗、幕墻用中空玻璃的傳熱系數，數據精確，檢測時間短，且便于攜帶， 適合全國推廣使用。
[0091] W上所述僅為本發明創造的較佳實施例而已，并不用W限制本發明創造，凡在本 發明創造的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明創造 的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種玻璃傳熱系數的快速檢測裝置，其特征在于:包括便攜式控制箱、防護箱和固定 支架，所述防護箱用于提供穩定的熱源并檢測待測玻璃的表面溫度，所述防護箱與所述便 攜式控制箱通過導線相連，所述便攜式控制箱用于監控檢測過程并處理所述防護箱的檢測 數據，所述固定支架用于將所述防護箱固定于待測玻璃上。2. 根據權利要求1所述的玻璃傳熱系數的快速檢測裝置，其特征在于:所述防護箱包括 兩個分置于待測玻璃兩側且對稱設置的半封閉箱體，箱體的各個角落均設有安裝定位孔， 兩個所述半封閉箱體內填充有高效保溫材料，其中一個半封閉箱體與待測玻璃的接觸面內 嵌設有加熱片及溫度傳感器，相應的另一個半封閉箱體內在所述加熱片的正對面與待測玻 璃的接觸面內設有溫度傳感器，分別用于加熱待測玻璃或檢測待測玻璃的表面溫度;所述 半封閉箱體開口處的某一側壁上設有凹槽或通孔，用于引出導線;所述半封閉箱體的箱底 背面中心處設有一中心安裝孔，用于配合所述固定支架固定安裝。3. 根據權利要求2所述的玻璃傳熱系數的快速檢測裝置，其特征在于:所述半封閉箱體 的箱底背面為中心高四周低的坡面結構。4. 根據權利要求2所述的玻璃傳熱系數的快速檢測裝置，其特征在于:所述半封閉箱體 內的箱體深度為10~70_。5. 根據權利要求2所述的玻璃傳熱系數的快速檢測裝置，其特征在于:所述半封閉箱體 采用尼龍作為主體材料加工制作而成，箱體內設有若干隔熱板隔斷，且所述隔熱板隔斷與 所述安裝定位孔、中心安裝孔和所述半封閉箱體一體成型。6. 根據權利要求2所述的玻璃傳熱系數的快速檢測裝置，其特征在于:所述便攜式控制 箱包括加熱控制模塊和溫度檢測模塊，用于控制加熱所述加熱片并檢測記錄所述溫度傳 感器的數據； 所述固定支架包括一鎖緊支架和位于支架兩端的玻璃吸附器。7. 根據權利要求1所述的玻璃傳熱系數的快速檢測裝置，其特征在于:所述待測玻璃為 普通中空玻璃或鍍膜中空玻璃。
【文檔編號】G01N25/20GK205691524SQ201620508734
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年5月27日 公開號201620508734.5, CN 201620508734, CN 205691524 U, CN 205691524U, CN-U-205691524, CN201620508734, CN201620508734.5, CN205691524 U, CN205691524U
【發明人】徐凱, 龐偉, 白錫慶
【申請人】天津市建筑材料產品質量監督檢測中心