本发明涉及隔热材料性能测定，尤其涉及高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测装置及方法。
背景技术：
1、在高原高温地热异常区进行隧道施工作业时、隧道会面临着高温的严重威胁，隧道周围的地层为围岩，该地区围岩内储存着地热能，隧道的热源就是来自该围岩。高温环境下的隧道施工、不仅影响着施工人员的工作环境和危及人员安全，而且还会影响施工机械设备的工作性能。隧道建成后高温也会持续影响隧道结构的稳定和行车的安全性。
2、对于该高温威胁、就要在隧道施工时布置隔热结构，隔热结构一般包括初衬混凝土层、隔热层和二衬混凝土层，初衬混凝土层和二衬混凝土层之间布置隔热层，隔热层为导热系数低的隔热材料喷涂在初衬混凝土层表面而形成的层结构，如图1所示。通过该隔热结构来隔绝热源，以此减少围岩内热量向隧道环境内的传递，保持隧道内环境温度在正常范围内。
3、现有隔热层采用的隔热材料种类多样，其中聚氨酯导热系数低，可以作为隔热材料的选择。但是也不乏其他的隔热材料，如聚苯乙烯和聚酚醛材料等。以上隔热材料的隔热性能会直接影响到热量的传递，进而研究隔热材料的隔热效果、有利于提高隧道隔热结构的可靠性。
4、在对隔热材料的隔热效果进行研究时，多是在隔热材料一侧布置热源、相对应的另一侧布置温度传感器，以此测定该材料的导热系数。如专利公开号cn220603356u公开的一种隔热板隔热效果检测设备，在防护壳体内可装夹有隔热板，同时防护壳体内升降设置加热器，隔热板下方布置加热器、上方布置有温度传感器，据此检测隔热板的隔热效果。但是仅使用一个温度传感器布置在隔热板上，测试结果仅注重一点的温度数值，整个平面的数值不尽相同，影响试验精度。由于加热器和温度传感器之间并未隔绝，加热器加热过程中会导致防护壳体内部整体环境升温，也即是加热器产生的温度会多方位的包覆隔热板表面，最终导致测得的升温绝对值偏高，测试精度受到一定影响。
5、又如专利公开号cn217739058u公开的一种聚苯板隔热效果测试装置，在箱体内固定布置热源组件，箱体内可移动有待侧板和温度检测组件，待测板和热源组件距离通过驱动组件进行调节，可以实现待测板隔热效果的检测。但还是上述问题，热源组件和温度传感器之间未彻底隔绝，热量会扩散至待测板另一面，进而导致箱体内部整体环境升温，影响到传感器的测温精度，从而隔热效果的检测精度受到影响。
6、同时，专利公开号cn214894967u公开的隔热涂料简易测试装置，可快速测试出有无涂装隔热涂料的温度差，有效的反映隔热涂料的真实隔热效果。但是测试桶顶部被红外加热灯直接照射，导致测试桶顶部实际温度比中间的温度传感器所测试的环境温度更高，测试结果需要修正。
7、综上，现有技术的温度传感器与热源之间空间未隔绝，热源加热时由于存在热量传递，导致环境整体温度上升，温度传感器测得的温度偏高，导致计算结果有一定误差。在待测件中心或边缘放置一个温度传感器，温度传感器数量或位置布置不合理，可能由于材料传热不均而导致测试结果不准确。现有的检测目的只是直观的测试出不同隔热材料的温度差，有效的反映出隔热材料的隔热效果，但难以计算传热系数等数据，测试结果还需要修正。目前现有的技术每次仅可对一个试样进行测试，在进行大批量试验时效率较低。
技术实现思路
1、本发明为了解决现有隔热材料性能测定方式中，温度传感器及热源布置不合理导致结果存在误差，同时难以模拟隧道实际结构来进行批量检测的问题，提供高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测装置及方法，模拟了隧道结构且温度传感器布置合理，可以同时测得多组准确数据，无需进行温度修正，能够直观的对隔热材料的隔热效果进行分析。
2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
3、高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测装置，包括：温度采集单元、隧道试验单元和温控单元，所述温度采集单元并联有多个隧道试验单元，方便进行批量检测，每个所述隧道试验单元对应连接有一台温控单元，便于对隧道试验单元进行温度控制；
4、所述隧道试验单元包括隧道结构模型、温度传感器和用于全面包裹隧道结构模型的保温隔热袋，所述隧道结构模型包括依次并列排布的隔热板层、初衬混凝土板、围岩板和加热板，这模拟了隧道的层结构；
5、所述隔热板层外侧面、隔热板层与初衬混凝土板界面、初衬混凝土板中部、初衬混凝土板和围岩板界面的中心处分别设置有所述温度传感器，方便对不同位置的温度进行监测，温度传感器和所述温度采集单元连接，温度数据传递至温度采集单元，所述加热板和所述温控单元连接，加热板受控于温控单元；
6、所述隔热板层外表面所对应的保温隔热袋端部开口，确保隔热板层外侧面敞露在外，所述保温隔热袋外缠绕有多道紧固带一、促使保温隔热袋和隧道结构模型紧密贴合，保证加热板和温度传感器之间的隔绝。
7、进一步地，所述温度采集单元包括计算机和温度采集仪，所述计算机和温度采集仪通过数据线连接，所述温度采集仪和每个隧道试验单元中的温度传感器连接，所述温控单元为智能温控箱，方便对加热板进行温度控制。
8、进一步地，所述隔热板层为隔热材料喷涂制成的板体，隔热板层厚度不同或隔热材料不同，所述加热板为铸铝电加热板，所述温度传感器为探针式温度传感器，所述初衬混凝土板中部开设有用于布置温度传感器的孔洞。
9、进一步地，所述隔热板层与所述初衬混凝土板端面之间存在间隙，初衬混凝土板和围岩板端面之间也存在间隙，方便为温度传感器预留安装位置，间隙内分别布置有温度传感器。
10、进一步地，所述隧道结构模型外还设置有用于封闭间隙的封堵带，所述封堵带绕设呈“口”字形排布在隧道结构模型四周，确保温度传感器不受外界环境影响，提高了监测数值的准确性。
11、进一步地，所述保温隔热袋为一端开口的矩形袋体，加热板布置在保温隔热袋的封闭端，隔热板层布置在保温隔热袋的开口端；
12、所述保温隔热袋的开口端向内弯折形成内翻边，所述内翻边覆盖在隔热板层外侧面边缘，内翻边和隔热板层外侧面之间布置有紧固带二，确保保温隔热袋不从开口端漏气。
13、隧道喷涂隔热材料隔热效果检测方法，包括以下步骤：
14、步骤1：根据检测需求、制备多组隧道结构模型，多组隧道结构模型中的隔热板层不同、其余相同，隔热板层选择相同种类的隔热材料制备不同厚度的规格，或选择不同种类的隔热材料制备相同厚度的规格；
15、步骤2：在每组隧道结构模型上的指定位置安装温度传感器，同时在指定位置安装封堵带；并在每组隧道结构模型外套设保温隔热袋，采用紧固带缠绕在保温隔热袋周侧，同时采用紧固带将保温隔热袋开口端与隔热板层外表面粘接固定，形成多组密闭的隧道试验单元；
16、步骤3：同时准备温度采集单元和温控单元，其中温控单元和隧道试验单元数量相同；将每台温控单元和相对应的隧道试验单元中的加热板连接，同时将每组隧道试验单元中的温度传感器接入温度采集单元；
17、步骤4：根据检测要求、通过温控单元来控制加热板温度，对围岩板进行加热，温度传感器实时监测不同位置的温度数值、并由温度采集单元进行数据记录和显示，并由温度采集单元对检测数据进行结果分析。
18、进一步地，制备隧道结构模型包括隔热板层、初衬混凝土板和围岩板的制备，多组隧道结构模型中的隔热板层材料相同、厚度不同，或多组隧道结构模型中的隔热板层材料不同、厚度相同，多组隧道结构模型中的初衬混凝土板和围岩板均相同。
19、通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
20、本发明结构设计合理，集成了温度采集单元、隧道试验单元和温控单元，温度采集单元可以接入多个隧道试验单元，一次性测得多个试样的隔热性能，提高多种材料隔热降温性能的对比效率，每个隧道试验单元接入一台温控单元，便于控制温度高低。
21、本发明的隧道试验单元中的隧道结构模型是模拟了真实的隧道层结构，且通过更加准确的加热来模拟热源，利用多个温度传感器来监测不同位置的温度，温度传感器的布置更加合理，以此得到更加准确的温度数据，从而测得隔热板层的隔热效果，可以为隧道隔热结构的设计提供计算依据，能够更加准确的得出最优的隔热条件。
22、本发明的加热板和温度传感器之间通过封堵带隔开，同时紧固带一可以将保温隔热袋内部分隔为多个独立的空间，避免了温度的直接传递，限制热量只能通过隧道结构模型进行传递，防止保温隔热袋内空气温度一致、从而导致的试验结果不准确，确保温度检测的准确性。
1.高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测装置，其特征在于，包括：温度采集单元（4）、隧道试验单元（5）和温控单元（6），所述温度采集单元（4）并联有多个隧道试验单元（5），每个所述隧道试验单元（5）对应连接有一台温控单元（6）；
2.根据权利要求1所述的高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测装置，其特征在于，所述温度采集单元（4）包括计算机（41）和温度采集仪（42），所述计算机（41）和温度采集仪（42）通过数据线连接，所述温度采集仪（42）和每个隧道试验单元（5）中的温度传感器（8）连接，所述温控单元（6）为智能温控箱。
3.根据权利要求1所述的高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测装置，其特征在于，所述隔热板层（71）为隔热材料喷涂而成的板体，所述加热板（74）为铸铝电加热板（74），所述温度传感器（8）为探针式温度传感器（8），所述初衬混凝土板（72）中部开设有用于布置温度传感器（8）的孔洞。
4.根据权利要求1所述的高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测装置，其特征在于，所述隔热板层（71）与所述初衬混凝土板（72）端面之间存在间隙（15），初衬混凝土板（72）和围岩板（73）端面之间也存在间隙（15），间隙（15）内分别布置有温度传感器（8）。
5.根据权利要求4所述的高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测装置，其特征在于，所述隧道结构模型（7）外还设置有用于封闭间隙（15）的封堵带（10），所述封堵带（10）绕设呈“口”字形排布在隧道结构模型（7）四周。
6.根据权利要求1所述的高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测装置，其特征在于，所述保温隔热袋（9）为一端开口的矩形袋体，加热板（74）布置在保温隔热袋（9）的封闭端，隔热板层（71）布置在保温隔热袋（9）的开口端；
7.高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测方法，其特征在于，基于权利要求1~6任一项所述的高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测装置，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的高地温隧道喷涂隔热材料隔热效果检测方法，其特征在于，制备隧道结构模型（7）包括隔热板层（71）、初衬混凝土板（72）和围岩板（73）的制备，多组隧道结构模型（7）中的隔热板层（71）材料相同、厚度不同，或多组隧道结构模型（7）中的隔热板层（71）材料不同、厚度相同，多组隧道结构模型（7）中的初衬混凝土板（72）和围岩板（73）均相同。
