基于修正模型的瞬態(tài)平面熱源法導(dǎo)熱系數(shù)測定儀的研制.pdf

1、當前,節(jié)能環(huán)保在建筑、石油、化工、生活等各領(lǐng)域中受到了廣泛的關(guān)注,其重要的實現(xiàn)途徑之一是使用絕熱材料。絕熱材料被視為繼煤炭、石油、天然氣和核能之后的“第五大能源”,而評估絕熱材料導(dǎo)熱性能的重要熱物理參數(shù)之一是導(dǎo)熱系數(shù)。材料導(dǎo)熱系數(shù)越小,其絕熱性能就越好。導(dǎo)熱系數(shù)的測量方法有穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法兩種。穩(wěn)態(tài)法包括防護熱板法、熱流法等,雖測量準確度較高,但因其測試時間長、測量范圍小、測試樣品要求苛刻等缺點在諸多應(yīng)用場合受到了限制。瞬態(tài)法中的瞬態(tài)平面

2、熱源法,具有測試時間短、測量范圍大、樣品制備簡單等優(yōu)點,受到了廣泛的關(guān)注。目前,基于瞬態(tài)平面熱源法的導(dǎo)熱系數(shù)測定儀在國外已有成熟產(chǎn)品,而國內(nèi)尚無同類產(chǎn)品。因此,研制基于瞬態(tài)平面熱源法的導(dǎo)熱系數(shù)測定儀,不僅可以填補國內(nèi)空白,也可以促進我國的技術(shù)進步和節(jié)能減排事業(yè)的發(fā)展。
　　本課題旨在瞬態(tài)平面熱源法理論基礎(chǔ)上,分析和補償影響導(dǎo)熱系數(shù)測量準確度的因素,進而提出一個新的修正測量模型,并在此基礎(chǔ)上研制一臺瞬態(tài)平面熱源法導(dǎo)熱系數(shù)測定儀。

3、r>　　本論文完成的主要內(nèi)容有:
　　1、介紹了導(dǎo)熱系數(shù)的概念并對國內(nèi)外常見導(dǎo)熱系數(shù)測量方法進行了總結(jié)和比較,闡述了國內(nèi)外瞬態(tài)平面熱源法導(dǎo)熱系數(shù)測定儀的發(fā)展現(xiàn)狀和瞬態(tài)平面熱源法存在的問題。
　　2、詳細介紹了瞬態(tài)平面熱源法的測量原理,在此基礎(chǔ)上分析和補償了影響導(dǎo)熱系數(shù)測量準確度的主要因素,包括探頭的熱容、探頭電阻變化和時間延遲等,提出一個新的修正模型,為研制更高性能的導(dǎo)熱儀提供了理論基礎(chǔ);
　　3、詳細論述了瞬態(tài)平面熱

4、源法導(dǎo)熱系數(shù)測定儀的設(shè)計方案;設(shè)計并加工了兩種規(guī)格的新型傳感器探頭;開發(fā)了程控穩(wěn)壓源硬件電路和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);在PC機上編寫了基于Labview8.6的測控軟件,實現(xiàn)了參量控制、數(shù)據(jù)的采集及分析處理和導(dǎo)熱系數(shù)的計算;最終搭建了樣機。
　　4、進行了探頭標定、相關(guān)電路測試實驗;對儀器進行了標定和校準實驗;最后對三種材料進行了導(dǎo)熱系數(shù)測量實驗;實驗結(jié)果表明,儀器重復(fù)性較好且在修正模型下對三個主要影響因素補償后提高了準確度,并對誤差來源作