一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置及其測(cè)量方法
【專利摘要】一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置及其測(cè)量方法，涉及一種真空絕熱板。提供具有檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)單、成本低、測(cè)量結(jié)果便于管理等特點(diǎn)，從而滿足真空絕熱板大批量生產(chǎn)的質(zhì)量檢測(cè)需求的一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。裝置設(shè)有內(nèi)部測(cè)量模塊和外部測(cè)量模塊；所述內(nèi)部測(cè)量模塊設(shè)有接收線圈、無(wú)線充電接收電路、加熱控制電路、溫度檢測(cè)電路、RC振蕩電路和信號(hào)發(fā)射探頭；所述外部測(cè)量模塊設(shè)有無(wú)線充電發(fā)射電路、發(fā)射線圈、信號(hào)接收探頭、放大電路、濾波電路和信號(hào)處理模塊。使冰箱等領(lǐng)域的真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)的快速測(cè)量成為了可能，并且滿足了真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量的要求，推動(dòng)了真空絕熱板的廣泛且安全的應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置及其測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種真空絕熱板，尤其是涉及一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]真空絕熱板(Vacuum Insulation Panel簡(jiǎn)稱VIP)是一種先進(jìn)的高效節(jié)能產(chǎn)品，它通過(guò)最大限度提高板內(nèi)真空度并充填以芯層絕熱材料而實(shí)現(xiàn)隔絕熱傳導(dǎo)，從而達(dá)到保溫、節(jié)能的目的，因此被廣泛應(yīng)用于冰箱、冰柜、冷藏車、冷庫(kù)、冷凍冷藏集裝箱等領(lǐng)域。另外，在航空航天、食品工業(yè)、墻體保溫等領(lǐng)域也開始使用。目前，歐美國(guó)家、日本等先進(jìn)國(guó)家已經(jīng)開始應(yīng)用“絕熱板”于節(jié)電、節(jié)能技術(shù)，真空隔熱板產(chǎn)品的應(yīng)用響應(yīng)了世界家電產(chǎn)品高效節(jié)能化趨勢(shì)的要求。
[0003]我國(guó)上海海事大學(xué)闞安康等人提出真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量方案(闞安康，韓厚德，王忠誠(chéng).雙室熱保護(hù)法測(cè)定真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)的研究[J].低溫與超導(dǎo)，2011，(2):53-58.)，其測(cè)量裝置基于一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱下，采用熱流量的方式計(jì)算出VIP的導(dǎo)熱系數(shù)。另外一種測(cè)量方案(闞安康，韓厚德，王友聰.真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)[J].上海海事大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，(3):9-11)，其測(cè)量裝置基于穩(wěn)態(tài)平板法計(jì)算出VIP的導(dǎo)熱系數(shù)。雖然以上兩種測(cè)量測(cè)量方案的測(cè)量精度高，但是其測(cè)量方法慢，而且真空絕熱板的厚度越高，其測(cè)量時(shí)間越長(zhǎng)。因此，采用傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)方法效率低，需要消耗大量的時(shí)間，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量技術(shù)存在的上述不足，提供具有檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)單、成本低、測(cè)量結(jié)果便于管理等特點(diǎn)，從而滿足真空絕熱板大批量生產(chǎn)的質(zhì)量檢測(cè)需求的一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。
[0005]所述一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置設(shè)有內(nèi)部測(cè)量模塊和外部測(cè)量模塊；
[0006]所述內(nèi)部測(cè)量模塊設(shè)有接收線圈、無(wú)線充電接收電路、加熱控制電路、溫度檢測(cè)電路、RC振蕩電路和信號(hào)發(fā)射探頭，接收線圈與無(wú)線充電接收電路的輸入端連接，無(wú)線充電接收電路分別與加熱控制電路、溫度檢測(cè)電路、RC振蕩電路連接，加熱控制電路的輸出端接溫度檢測(cè)電路的輸入端，溫度檢測(cè)電路的輸出端接RC振蕩電路的輸入端，RC振蕩電路的輸出端接信號(hào)發(fā)射探頭；
[0007]所述外部測(cè)量模塊設(shè)有無(wú)線充電發(fā)射電路、發(fā)射線圈、信號(hào)接收探頭、放大電路、濾波電路和信號(hào)處理模塊；所述無(wú)線充電發(fā)射電路的輸出端接發(fā)射線圈，發(fā)射線圈置于設(shè)在隔氣膜上的供電標(biāo)記和測(cè)量標(biāo)記的正上方，信號(hào)接收探頭的信號(hào)輸出端接放大電路的輸入端，放大電路的輸出端接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端接信號(hào)處理模塊的A/D輸入口，信號(hào)處理模塊通過(guò)Α/D輸入口采集數(shù)據(jù)，并通過(guò)傅里葉變換(FFT)計(jì)算出信號(hào)發(fā)射探頭兩端信號(hào)頻率的大小。
[0008]所述信號(hào)接收探頭可采用壓電陶瓷片，壓電陶瓷片將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。在測(cè)量時(shí)需要將信號(hào)接收探頭與真空絕熱板外壁的測(cè)量標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)并無(wú)間隙接觸，方位與信號(hào)發(fā)射探頭的安裝位置盡量一致，以便傳輸信號(hào)。
[0009]所述發(fā)射線圈置于供電標(biāo)記正上方的方位最好與接收線圈的安裝位置一致，并通過(guò)磁耦合共振方式將能量從發(fā)射裝置傳遞給接收裝置，從而為整個(gè)內(nèi)部測(cè)量模塊供電。信號(hào)接收探頭用于接收信號(hào)發(fā)射探頭兩端的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大電路放大，再經(jīng)過(guò)濾波電路濾波后，連接到信號(hào)處理模塊的Α/D輸入口。信號(hào)處理模塊通過(guò)Α/D輸入口采集數(shù)據(jù)，然后通過(guò)快速傅里葉變換(FFT)，計(jì)算出信號(hào)發(fā)射探頭兩端信號(hào)頻率的大小。信號(hào)接收探頭由壓電陶瓷片組成，壓電陶瓷片將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。在測(cè)量時(shí)需要將信號(hào)接收探頭與真空絕熱板外壁的測(cè)量標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)并無(wú)間隙接觸，方位與信號(hào)發(fā)射探頭的安裝位置盡量一致，以便傳輸信號(hào)。
[0010]所述真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量方法，采用真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置，包括以下步驟:
[0011]I)將外部測(cè)量模塊的信號(hào)接收探頭緊靠在測(cè)量標(biāo)記處，信號(hào)接收探頭在測(cè)量時(shí)與真空隔熱板外壁無(wú)間隙接觸，信號(hào)接收探頭的方位與測(cè)量標(biāo)記盡量吻合以保證與內(nèi)部發(fā)射探頭的安裝方位一致，測(cè)量標(biāo)記是在真空絕熱板制造中在封閉的隔氣膜上做出的放置外部接收探頭的標(biāo)記，以保證信號(hào)準(zhǔn)確傳輸；
[0012]2)將無(wú)線充電發(fā)射電路連接的發(fā)射線圈緊靠在供電標(biāo)記處，外部測(cè)量模塊在供電時(shí)，發(fā)射線圈與真空絕熱板外壁無(wú)間隙接觸，發(fā)射線圈的方位與供電標(biāo)記盡量吻合以保證與內(nèi)部接收線圈的安裝方位一致，供電標(biāo)記是在真空絕熱板制造過(guò)程中在封閉的隔氣膜上做出的放置發(fā)射線圈的標(biāo)記，以保證內(nèi)部測(cè)量模塊正常通電；
[0013]3)當(dāng)外部測(cè)量模塊通電時(shí)，內(nèi)部測(cè)量模塊即通電，內(nèi)部測(cè)量模塊中的加熱電阻便開始加熱，當(dāng)溫度檢測(cè)電路檢測(cè)到加熱電阻達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度值時(shí)，加熱控制電路即自動(dòng)控制加熱電阻停止加熱，在整個(gè)加熱和停止加熱的過(guò)程中，熱敏電阻時(shí)刻在檢測(cè)真空絕熱板內(nèi)部的溫度變化，信號(hào)發(fā)射探頭兩端的信號(hào)頻率大小反映了真空絕熱板內(nèi)部的溫度變化情況；
[0014]4)外部測(cè)量模塊的信號(hào)接收探頭接收到信號(hào)發(fā)射探頭兩端的信號(hào)后，通過(guò)放大器、濾波電路、信號(hào)處理模塊，無(wú)失真地檢測(cè)到內(nèi)部信號(hào)發(fā)射探頭兩端的信號(hào)頻率變化情況；
[0015]5)對(duì)同一塊真空絕熱板進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)，記錄下選定時(shí)間點(diǎn)的頻率值進(jìn)行運(yùn)算，求出真空絕熱板內(nèi)的熱敏電阻由于測(cè)量實(shí)驗(yàn)的加熱環(huán)節(jié)造成的頻率變化；
[0016]6)重復(fù)步驟5) 6次，然后取6次頻率變化值的算術(shù)平均值，當(dāng)確定此算術(shù)平均值足夠穩(wěn)定，即方差足夠小時(shí)，則將此算術(shù)平均值作為這個(gè)特定導(dǎo)熱系數(shù)下的真空絕熱板在本測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的頻率變化特征值；
[0017]7)再取至少10種具有不同導(dǎo)熱系數(shù)的真空絕熱板作為實(shí)驗(yàn)標(biāo)定板，通過(guò)上述的步驟I)?6)進(jìn)行測(cè)量，分別求出每種真空絕熱板在本測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的頻率變化特征值；
[0018]8)統(tǒng)計(jì)上述各種導(dǎo)熱系數(shù)真空絕熱板的頻率變化特征值，制成頻率變化特征表，然后基于最小二乘法進(jìn)行直線擬合，畫出頻率變化特征值與真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)之間的擬合直線，算出最終需要的參數(shù)k和回歸系數(shù)b，其中，參數(shù)k反映了真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)與其對(duì)應(yīng)的頻率變化特征值之間的線性關(guān)系。
[0019]通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行測(cè)量，得到實(shí)驗(yàn)板內(nèi)部測(cè)量模塊的頻率變化特征值和導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系圖，將這組真空絕熱板實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)板的擬合關(guān)系圖作為參考圖表，以后測(cè)量真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)可以參考這組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而達(dá)到快速測(cè)量的效果。
[0020]本發(fā)明使冰箱等領(lǐng)域的真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)的快速測(cè)量成為了可能，并且滿足了真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)現(xiàn)場(chǎng)在線測(cè)量的要求，推動(dòng)了真空絕熱板的廣泛且安全的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明所述真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)快速在線測(cè)量裝置實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)組成框圖。
[0022]圖2為本發(fā)明所述內(nèi)部測(cè)量模塊的電路組成原理圖。
[0023]圖3為本發(fā)明所述真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)快速在線測(cè)量裝置及測(cè)量方法的安裝示意圖。
[0024]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的散點(diǎn)圖和回歸直線。在圖4中,標(biāo)記?為實(shí)際測(cè)量值,一為擬合直線。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1~3所示，本發(fā)明所述一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置實(shí)施例設(shè)有內(nèi)部測(cè)量模塊3和外部測(cè)量模塊4。
[0026]所述內(nèi)部測(cè)量模塊3設(shè)有接收線圈9、無(wú)線充電接收電路5、加熱控制電路6、溫度檢測(cè)電路7、RC振蕩電路8和信號(hào)發(fā)射探頭10，接收線圈9與無(wú)線充電接收電路5的輸入端連接，無(wú)線充電接收電路5分別與加熱控制電路6、溫度檢測(cè)電路7、RC振蕩電路8連接，加熱控制電路6的輸出端接溫度檢測(cè)電路7的輸入端，溫度檢測(cè)電路7的輸出端接RC振蕩電路8的輸入端，RC振蕩電路8的輸出端接信號(hào)發(fā)射探頭10。
[0027]所述外部測(cè)量模塊4設(shè)有無(wú)線充電發(fā)射電路15、發(fā)射線圈13、信號(hào)接收探頭14、放大電路16、濾波電路17和信號(hào)處理模塊18 ;所述無(wú)線充電發(fā)射電路15的輸出端接發(fā)射線圈13，發(fā)射線圈13置于設(shè)在隔氣膜2上的供電標(biāo)記11和測(cè)量標(biāo)記12的正上方，信號(hào)接收探頭14的信號(hào)輸出端接放大電路16的輸入端，放大電路16的輸出端接濾波電路17的輸入端，濾波電路17的輸出端接信號(hào)處理模塊18的Α/D輸入口，信號(hào)處理模塊18通過(guò)A/D輸入口采集數(shù)據(jù)，并通過(guò)傅里葉變換(FFT)計(jì)算出信號(hào)發(fā)射探頭10兩端信號(hào)頻率的大小。
[0028]所述信號(hào)接收探頭可采用壓電陶瓷片，壓電陶瓷片將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。在測(cè)量時(shí)需要將信號(hào)接收探頭與真空絕熱板外壁的測(cè)量標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)并無(wú)間隙接觸，方位與信號(hào)發(fā)射探頭的安裝位置盡量一致，以便傳輸信號(hào)。
[0029]所述發(fā)射線圈13置于供電標(biāo)記正上方的方位最好與接收線圈9的安裝位置一致，并通過(guò)磁耦合共振方式將能量從發(fā)射裝置傳遞給接收裝置，從而為整個(gè)內(nèi)部測(cè)量模塊供電。信號(hào)接收探頭14用于接收信號(hào)發(fā)射探頭兩端的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大電路放大，再經(jīng)過(guò)濾波電路17濾波后，連接到信號(hào)處理模塊18的Α/D輸入口。信號(hào)處理模塊18通過(guò)Α/D輸入口采集數(shù)據(jù)，然后 通過(guò)快速傅里葉變換(FFT)，計(jì)算出信號(hào)發(fā)射探頭10兩端信號(hào)頻率的大小。信號(hào)接收探頭由壓電陶瓷片組成，壓電陶瓷片將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。在測(cè)量時(shí)需要將信號(hào)接收探頭與真空絕熱板外壁的測(cè)量標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)并無(wú)間隙接觸，方位與信號(hào)發(fā)射探頭的安裝位置盡量一致，以便傳輸信號(hào)。
[0030]使用時(shí)，內(nèi)部測(cè)量模塊由封閉的隔氣膜封裝在隔熱材料中，所述接收線圈9和信號(hào)發(fā)射探頭10安裝在真空絕熱板I內(nèi)壁，與封閉的隔氣膜2無(wú)間隙接觸并封裝在真空絕熱板的隔熱材料中，在封閉的隔氣膜上設(shè)有用于外部測(cè)量模塊進(jìn)行測(cè)量的標(biāo)記和利用無(wú)線充電發(fā)射電路進(jìn)行供電的標(biāo)記。
[0031]無(wú)線充電接收電路可設(shè)有整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路。當(dāng)外部測(cè)量模塊中的無(wú)線充電發(fā)射電路通電后，無(wú)線充電接收電路通過(guò)接收線圈接收到能量后，則會(huì)產(chǎn)生+5V電源為整個(gè)內(nèi)部測(cè)量模塊供電。接收線圈安裝在真空絕熱板內(nèi)壁，與封閉的隔氣膜無(wú)間隙接觸，以便傳輸能量。當(dāng)內(nèi)部測(cè)量模塊一通電，加熱控制電路中的加熱電阻便開始加熱，溫度檢測(cè)電路用于檢測(cè)加熱電阻的溫度。當(dāng)溫度檢測(cè)電路檢測(cè)到加熱電阻達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度值時(shí)，加熱控制電路便后自動(dòng)控制加熱電阻停止加熱。
[0032]RC振蕩電路可設(shè)有熱敏電阻、瓷片電容和運(yùn)算放大器，RC振蕩電路產(chǎn)生的矩形波信號(hào)的頻率取決于熱敏電阻和瓷片電容的大小。RC振蕩電路的輸出端連接到信號(hào)發(fā)射探頭。信號(hào)發(fā)射探頭由壓電陶瓷片(也稱為蜂鳴片)組成，壓電陶瓷片將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng)，信號(hào)發(fā)射探頭安裝在真空絕熱板內(nèi)壁，與封閉的隔氣膜無(wú)間隙接觸，以便傳輸電信號(hào)。在整個(gè)加熱和停止加熱的過(guò)程中，熱敏電阻時(shí)刻在檢測(cè)真空絕熱板內(nèi)部的溫度變化。當(dāng)加熱時(shí)溫度升高，熱敏電阻的電阻大小減小，信號(hào)發(fā)射探頭兩端的信號(hào)頻率增大。反之，當(dāng)停止加熱時(shí)溫度降低，熱敏電阻的電阻大小增大，信號(hào)發(fā)射探頭兩端的信號(hào)頻率減小。
[0033]本發(fā)明所述真空絕熱板I主要由封閉的隔氣膜2和在封閉隔氣膜2內(nèi)的隔熱材料組成。
[0034]所述內(nèi)部測(cè)量模塊3設(shè)有無(wú)線充電接收電路5、加熱控制電路6、溫度檢測(cè)電路7、RC振蕩電路8、接收線圈9和信號(hào)發(fā)射探頭10。無(wú)線充電接收電路5設(shè)有接收線圈、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路，具體電路參見圖2。當(dāng)外部測(cè)量模塊4中的無(wú)線充電發(fā)射電路15通電后，無(wú)線充電接收電路5接收到能量后，則會(huì)產(chǎn)生+5V電源為整個(gè)內(nèi)部測(cè)量模塊3供電。接收線圈9安裝在真空絕熱板內(nèi)壁，與封閉的隔氣膜2無(wú)間隙接觸，以便傳輸能量。當(dāng)內(nèi)部測(cè)量模塊3通電，加熱控制電路6中的加熱電阻便開始加熱，溫度檢測(cè)電路7用于檢測(cè)加熱電阻的溫度。當(dāng)溫度檢測(cè)電路7檢測(cè)到加熱電阻達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度值時(shí)，加熱控制電路6便后自動(dòng)控制加熱電阻停止加熱。RC振蕩電路8設(shè)有熱敏電阻、瓷片電容、普通電阻和運(yùn)算放大器。RC振蕩電路8產(chǎn)生的矩形波信號(hào)的頻率取決于熱敏電阻和瓷片電容的大小。RC振蕩電路8的輸出端連接到信號(hào)發(fā)射探頭10。信號(hào)發(fā)射探頭10由壓電陶瓷片(也稱為蜂鳴片)組成，壓電陶瓷片將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng)，信號(hào)發(fā)射探頭10安裝在真空絕熱板內(nèi)壁，與封閉的隔氣膜2無(wú)間隙接觸，以便傳輸電信號(hào)。在整個(gè)加熱和停止加熱的過(guò)程中，熱敏電阻時(shí)刻在檢測(cè)真空絕熱板內(nèi)部的溫度變化。當(dāng)加熱時(shí)溫度升高，熱敏電阻的電阻大小減小，信號(hào)發(fā)射探頭10兩端的信號(hào)頻率增大。反之，當(dāng)停止加熱時(shí)溫度降低，熱敏電阻的電阻大小增大，信號(hào)發(fā)射探頭10兩端的信號(hào)頻率減小。
[0035]所述外部測(cè)量模塊4設(shè)有無(wú)線充電發(fā)射電路15、發(fā)射線圈13、信號(hào)接收探頭14、放大電路16、濾波電路17和信號(hào)處理模塊18。無(wú)線充電發(fā)射電路15連接的發(fā)射線圈13置于供電標(biāo)記11的正上方，方位與接收線圈9的安裝位置盡量一致，通過(guò)磁耦合共振方式將能量從發(fā)射電路傳遞給接收電路，從而為整個(gè)內(nèi)部測(cè)量模塊3供電。信號(hào)接收探頭14用于接收信號(hào)發(fā)射探頭10兩端的信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大電路16放大，再經(jīng)過(guò)濾波電路濾波17后，連接到信號(hào)處理模塊18的Α/D輸入口。信號(hào)處理模塊通過(guò)Α/D輸入口采集數(shù)據(jù)，然后通過(guò)快速傅里葉變換(FFT)，計(jì)算出信號(hào)發(fā)射探頭10兩端信號(hào)頻率的大小。信號(hào)接收探頭14由壓電陶瓷片組成，壓電陶瓷片將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。在測(cè)量時(shí)需要將信號(hào)接收探頭14與真空絕熱板外壁的測(cè)量標(biāo)記12對(duì)準(zhǔn)并無(wú)間隙接觸，方位與信號(hào)發(fā)射探頭10的安裝位置盡量一致，以便傳輸信號(hào)。
[0036]所述真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量方法，包括以下步驟:
[0037]I)將外部測(cè)量模塊4的信號(hào)接收探頭緊靠在測(cè)量標(biāo)記處。外部信號(hào)接收探頭14在測(cè)量時(shí)需要與真空隔熱板外壁無(wú)間隙接觸，方位與測(cè)量標(biāo)記12盡量吻合以保證與內(nèi)部發(fā)射探頭10的安裝方位一致。測(cè)量標(biāo)記12是在真空絕熱板制造中在封閉的隔氣膜2上做出的放置外部接收探頭14的標(biāo)記，以保證信號(hào)準(zhǔn)確傳輸。
[0038]2)將無(wú)線充電發(fā)射電路15連接的發(fā)射線圈13緊靠在供電標(biāo)記處。外部測(cè)量模塊4在供電時(shí)，發(fā)射線圈13需要與真空絕熱板外壁無(wú)間隙接觸，方位與供電標(biāo)記11盡量吻合以保證與內(nèi)部接收線圈9的安裝方位一致。供電標(biāo)記11是在真空絕熱板制造過(guò)程中在封閉的隔氣膜2上做出的放置發(fā)射線圈13的標(biāo)記，以保證內(nèi)部測(cè)量模塊正常通電。
[0039]3)當(dāng)外部測(cè)量模塊4 一通電，內(nèi)部測(cè)量模塊3即通電。內(nèi)部測(cè)量模塊3中的加熱電阻便開始加熱。當(dāng)溫度檢測(cè)電路7檢測(cè)到加熱電阻達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度值時(shí)，加熱控制電路6便后自動(dòng)控制加熱電阻停止加熱。在整個(gè)加熱和停止加熱的過(guò)程中，熱敏電阻時(shí)刻在檢測(cè)真空絕熱板內(nèi)部的溫度變化。信號(hào)發(fā)射探頭10兩端的信號(hào)頻率大小反映了真空絕熱板內(nèi)部的溫度變化情況。
[0040]4)外部測(cè)量模塊4的信號(hào)接收探頭14接收到信號(hào)發(fā)射探頭10兩端的信號(hào)后，通過(guò)放大器16、濾波電路17、信號(hào)處理模塊18，無(wú)失真地檢測(cè)到內(nèi)部信號(hào)發(fā)射探頭兩端10的信號(hào)頻率變化情況。
[0041]5)對(duì)同一塊真空絕熱板進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)，記錄下特定時(shí)間點(diǎn)的頻率值進(jìn)行運(yùn)算，求出真空絕熱板內(nèi)的熱敏電阻由于測(cè)量實(shí)驗(yàn)的加熱環(huán)節(jié)造成的頻率變化。
[0042]6)重復(fù)步驟5) 6次，然后取6次的計(jì)算的頻率變化值的算術(shù)平均值，當(dāng)確定此算術(shù)平均值足夠穩(wěn)定，即方差足夠小時(shí)，則將此算術(shù)平均值作為這個(gè)特定導(dǎo)熱系數(shù)下的真空絕熱板在本測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的頻率變化特征值。
[0043]7)再取20種具有不同導(dǎo)熱系數(shù)的真空絕熱板作為實(shí)驗(yàn)標(biāo)定板，通過(guò)上述步驟I)?6)進(jìn)行測(cè)量，分別求出每種真空絕熱板在本測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的頻率變化特征值。
[0044]8)統(tǒng)計(jì)上述各種導(dǎo)熱系數(shù)真空絕熱板的頻率變化特征值制成頻率變化特征表，然后基于最小二乘法進(jìn)行直線擬合，畫出頻率變化特征值與真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)之間的擬合直線，算出最終需要的擬合直線斜率k和回歸系數(shù)b，其中，k反映了真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)與其對(duì)應(yīng)的頻率變化特征值之間的線性關(guān)系。經(jīng)計(jì)算，k=0.1411，b=0.0377。
[0045]通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行測(cè)量，得到實(shí)驗(yàn)板內(nèi)部測(cè)量模塊的頻率變化特征值和導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系圖，將這組真空絕熱板實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)板的擬合關(guān)系圖作為參考圖表，以后測(cè)量真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)可以參考這組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而達(dá)到快速測(cè)量的效果。[0046]所述20塊實(shí)驗(yàn)標(biāo)定板在出廠前已通過(guò)日本EKO公司的HC-074-300導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀標(biāo)定其導(dǎo)熱系數(shù)。然后通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行測(cè)試，得到實(shí)驗(yàn)標(biāo)定板內(nèi)部測(cè)量組件的頻率變化特征值和其導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系表如表1所示。
[0047]表1
【權(quán)利要求】
1.一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置，其特征在于設(shè)有內(nèi)部測(cè)量模塊和外部測(cè)量模塊； 所述內(nèi)部測(cè)量模塊設(shè)有接收線圈、無(wú)線充電接收電路、加熱控制電路、溫度檢測(cè)電路、RC振蕩電路和信號(hào)發(fā)射探頭，接收線圈與無(wú)線充電接收電路的輸入端連接，無(wú)線充電接收電路分別與加熱控制電路、溫度檢測(cè)電路、RC振蕩電路連接，加熱控制電路的輸出端接溫度檢測(cè)電路的輸入端，溫度檢測(cè)電路的輸出端接RC振蕩電路的輸入端,RC振蕩電路的輸出端接信號(hào)發(fā)射探頭； 所述外部測(cè)量模塊設(shè)有無(wú)線充電發(fā)射電路、發(fā)射線圈、信號(hào)接收探頭、放大電路、濾波電路和信號(hào)處理模塊；所述無(wú)線充電發(fā)射電路的輸出端接發(fā)射線圈，發(fā)射線圈置于設(shè)在隔氣膜上的供電標(biāo)記和測(cè)量標(biāo)記的正上方，信號(hào)接收探頭的信號(hào)輸出端接放大電路的輸入端，放大電路的輸出端接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端接信號(hào)處理模塊的Α/D輸入口，信號(hào)處理模塊通過(guò)Α/D輸入口采集數(shù)據(jù)，并通過(guò)傅里葉變換(FFT)計(jì)算出信號(hào)發(fā)射探頭兩端信號(hào)頻率的大小。
2.如權(quán)利要求1所述一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置，其特征在于所述信號(hào)接收探頭采用壓電陶瓷片。
3.如權(quán)利要求1所述一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置，其特征在于所述發(fā)射線圈置于供電標(biāo)記正上方的方位與接收線圈的安裝位置一致。
4.一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量方法，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述一種真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)在線測(cè)量裝置，包括以下步驟: 1)將外部測(cè)量模塊的信號(hào)接收探頭緊靠在測(cè)量標(biāo)記處，信號(hào)接收探頭在測(cè)量時(shí)與真空隔熱板外壁無(wú)間隙接觸，信號(hào)接收探頭的方位與測(cè)量標(biāo)記盡量吻合以保證與內(nèi)部發(fā)射探頭的安裝方位一致，測(cè)量標(biāo)記是在真空絕熱板制造中在封閉的隔氣膜上做出的放置外部接收探頭的標(biāo)記，以保證信號(hào)準(zhǔn)確傳輸； 2)將無(wú)線充電發(fā)射電路連接的發(fā)射線圈緊靠在供電標(biāo)記處，外部測(cè)量模塊在供電時(shí)，發(fā)射線圈與真空絕熱板外壁無(wú)間隙接觸，發(fā)射線圈的方位與供電標(biāo)記盡量吻合以保證與內(nèi)部接收線圈的安裝方位一致，供電標(biāo)記是在真空絕熱板制造過(guò)程中在封閉的隔氣膜上做出的放置發(fā)射線圈的標(biāo)記，以保證內(nèi)部測(cè)量模塊正常通電； 3)當(dāng)外部測(cè)量模塊通電時(shí)，內(nèi)部測(cè)量模塊即通電，內(nèi)部測(cè)量模塊中的加熱電阻便開始加熱，當(dāng)溫度檢測(cè)電路檢測(cè)到加熱電阻達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度值時(shí)，加熱控制電路即自動(dòng)控制加熱電阻停止加熱，在整個(gè)加熱和停止加熱的過(guò)程中，熱敏電阻時(shí)刻在檢測(cè)真空絕熱板內(nèi)部的溫度變化，信號(hào)發(fā)射探頭兩端的信號(hào)頻率大小反映了真空絕熱板內(nèi)部的溫度變化情況； 4)外部測(cè)量模塊的信號(hào)接收探頭接收到信號(hào)發(fā)射探頭兩端的信號(hào)后，通過(guò)放大器、濾波電路、信號(hào)處理模塊，無(wú)失真地檢測(cè)到內(nèi)部信號(hào)發(fā)射探頭兩端的信號(hào)頻率變化情況； 5)對(duì)同一塊真空絕熱板進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)，記錄下選定時(shí)間點(diǎn)的頻率值進(jìn)行運(yùn)算，求出真空絕熱板內(nèi)的熱敏電阻由于測(cè)量實(shí)驗(yàn)的加熱環(huán)節(jié)造成的頻率變化； 6)重復(fù)步驟5)6次，然后取6次頻率變化值的算術(shù)平均值，當(dāng)確定此算術(shù)平均值足夠穩(wěn)定，即方差足夠小時(shí)，則將此算術(shù)平均值作為這個(gè)特定導(dǎo)熱系數(shù)下的真空絕熱板在本測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的頻率變化特征值； 7)再取至少10種具有不同導(dǎo)熱系數(shù)的真空絕熱板作為實(shí)驗(yàn)標(biāo)定板，通過(guò)上述的步驟I)~6)進(jìn)行測(cè)量，分別求出每種真空絕熱板在本測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的頻率變化特征值； 8)統(tǒng)計(jì)上述各種導(dǎo)熱系數(shù)真空絕熱板的頻率變化特征值，制成頻率變化特征表，然后基于最小二乘法進(jìn)行直線擬合，畫出頻率變化特征值與真空絕熱板導(dǎo)熱系數(shù)之間的擬合直線，算出最終需要的參數(shù)k和回歸系數(shù)b，其中，參數(shù)k反映了真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)與其對(duì)應(yīng)的頻率變化特征值之間的線性關(guān)系。
【文檔編號(hào)】G01N25/20GK103926272SQ201410160016
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月21日
【發(fā)明者】黃 俊, 馮勇建 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)