專利名稱：熱物性瞬態(tài)測(cè)量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱物性瞬態(tài)測(cè)量方法及裝置，用于自動(dòng)測(cè)量材料的熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散系數(shù)、定壓比熱和密度；分析室溫附近材料熱物性隨溫度變化的規(guī)律。
背景技術(shù)：
材料的熱物性，指材料的熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散系數(shù)、定壓比熱和密度。所謂瞬態(tài)自動(dòng)測(cè)量，是在加熱升溫的過程中，快速完成自動(dòng)測(cè)量、記錄、處理數(shù)據(jù)等工作。在國內(nèi)、外，上世紀(jì)七、八十年代，關(guān)于熱物性瞬態(tài)測(cè)量技術(shù)的研究，曾一度出現(xiàn)過一個(gè)高潮。國內(nèi)、外眾多知名學(xué)者作了大量工作，取得了很大成績。當(dāng)時(shí)，研究了脈沖法、 恒流法、熱線法等測(cè)量方法。其中，脈沖法和恒流法這兩種瞬態(tài)測(cè)量方法，由于受到當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限止，以及諸多條件的影響，國內(nèi)、外學(xué)者都未能如愿做出實(shí)際可以應(yīng)用的測(cè)量儀器。因而，曾經(jīng)頒布的相應(yīng)部頒標(biāo)準(zhǔn)，目前也已經(jīng)棄置。較長時(shí)間內(nèi)，這個(gè)問題實(shí)際上沒有得到解決。直到本世紀(jì)初，基于一維半無限大傳熱模型的脈沖法、恒流法的瞬態(tài)測(cè)量儀器才獲得成功，被定名為SHT-20熱物性瞬態(tài)自動(dòng)測(cè)量儀。相比之下，熱線法雖有國家標(biāo)準(zhǔn)和儀器供應(yīng)市場(chǎng)。但熱線法仍未能突破穩(wěn)態(tài)測(cè)量的范疇，它還不是真正意義上的瞬態(tài)測(cè)量方法， 需要改進(jìn)和提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種全新的熱物性瞬態(tài)自動(dòng)測(cè)量方法及裝置(針式熱物性瞬態(tài)測(cè)量方法及裝置)，快速測(cè)量材料的熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散系數(shù)、定壓比熱和密度；分析室溫附近材料熱物性隨溫度變化的規(guī)律。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種熱物性瞬態(tài)測(cè)量方法，基于在均勻、無限大介質(zhì)中，放置一根圓柱狀熱針，用恒定熱流通過熱針向介質(zhì)持續(xù)加熱，形成沿徑向方向的一維圓柱面?zhèn)鳠崮Ｐ?，該傳熱模型由下式表?br> 權(quán)利要求
1. 一種熱物性瞬態(tài)測(cè)量方法基于在均勻、無限大介質(zhì)中，放置一根圓柱狀熱針，用恒定熱流通過熱針向介質(zhì)持續(xù)加熱，形成沿徑向方向的一維圓柱面?zhèn)鳠崮Ｐ停搨鳠崮Ｐ陀上率奖碚?br> 2.基于權(quán)利要求1所述方法的裝置，其特征在于包括直流穩(wěn)流電源、熱針、溫度信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器、顯示器，所述熱針為圓柱狀，用絕緣材料制成，柱內(nèi)含有溫差電偶和電加熱元件；所述存儲(chǔ)器預(yù)存有熱物性參數(shù)的計(jì)算模型，所述直流穩(wěn)流電源向溫度采集模塊供電；溫差電偶輸出溫度信號(hào)，溫度信號(hào)采集模塊將該溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入信號(hào)處理器，信號(hào)處理器按照熱物性參數(shù)的計(jì)算模型進(jìn)行處理，處理結(jié)果由顯示器顯不。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述熱針的柱體用碳纖維制成，由芯柱和套管組合構(gòu)成，所述電加熱元件用雙頭錳銅漆包線繞在芯柱上，該雙頭錳銅漆包線是用一根錳銅漆包線沿中點(diǎn)對(duì)折繞制而成；所述溫差電偶用溫差電偶級(jí)的銅線和康銅線各一根焊接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述直流穩(wěn)流電源輸出直流電流在 0.01-1. OOOA之間精密可調(diào)；在熱測(cè)量的時(shí)間內(nèi)，加熱電流的波動(dòng)幅度ΔΙ≤±0. OOlA。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述溫度采集模塊的溫度分辯率: ΔΤ ≤ 0. Ik ；采樣頻率0. 5-lHz之間連續(xù)可調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種熱物性瞬態(tài)測(cè)量方法及裝置，用于自動(dòng)測(cè)量材料的熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散系數(shù)、定壓比熱和密度，分析室溫附近材料熱物性隨溫度變化的規(guī)律。該方法基于在均勻、無限大介質(zhì)中，放置一根圓柱狀熱針，用恒定熱流通過熱針向介質(zhì)持續(xù)加熱，形成沿徑向方向的一維圓柱面?zhèn)鳠崮Ｐ?；該測(cè)量裝置包括直流穩(wěn)流電源、熱針、溫度信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器、顯示器，所述熱針的柱體用碳纖維制成，由芯柱和套管組合構(gòu)成，所述電加熱元件用雙頭錳銅漆包線繞在芯柱上，該雙頭錳銅漆包線是用一根錳銅漆包線沿中點(diǎn)對(duì)折繞制而成；所述溫差電偶用溫差電偶級(jí)的銅線和康銅線各一根焊接而成。
文檔編號(hào)G01N9/02GK102183544SQ20101059058
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者陳昭棟 申請(qǐng)人:陳昭棟