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

1、當(dāng)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(shí)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(píng)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(cè)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(hù)熱板法、熱流法等,雖測(cè)量準(zhǔn)確度較高,但因其測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)、測(cè)量范圍小、測(cè)試樣品要求苛刻等缺點(diǎn)在諸多應(yīng)用場(chǎng)合受到了限制。瞬態(tài)法中的瞬態(tài)平面

2、熱源法,具有測(cè)試時(shí)間短、測(cè)量范圍大、樣品制備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),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(cè)定儀在國(guó)外已有成熟產(chǎn)品,而國(guó)內(nèi)尚無(wú)同類(lèi)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(cè)定儀,不僅可以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白,也可以促進(jìn)我國(guó)的技術(shù)進(jìn)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(bǔ)償影響導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確度的因素,進(jìn)而提出一個(gè)新的修正測(cè)量模型,并在此基礎(chǔ)上研制一臺(tái)瞬態(tài)平面熱源法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)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(duì)國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量方法進(jìn)行了總結(jié)和比較,闡述了國(guó)內(nèi)外瞬態(tài)平面熱源法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的發(fā)展現(xiàn)狀和瞬態(tài)平面熱源法存在的問(wèn)題。
　　2、詳細(xì)介紹了瞬態(tài)平面熱源法的測(cè)量原理,在此基礎(chǔ)上分析和補(bǔ)償了影響導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確度的主要因素,包括探頭的熱容、探頭電阻變化和時(shí)間延遲等,提出一個(gè)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(xì)論述了瞬態(tài)平面熱

4、源法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的設(shè)計(jì)方案;設(shè)計(jì)并加工了兩種規(guī)格的新型傳感器探頭;開(kāi)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(jī)上編寫(xiě)了基于Labview8.6的測(cè)控軟件,實(shí)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(jì)算;最終搭建了樣機(jī)。
　　4、進(jìn)行了探頭標(biāo)定、相關(guān)電路測(cè)試實(shí)驗(yàn);對(duì)儀器進(jìn)行了標(biāo)定和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn);最后對(duì)三種材料進(jìn)行了導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,儀器重復(fù)性較好且在修正模型下對(duì)三個(gè)主要影響因素補(bǔ)償后提高了準(zhǔn)確度,并對(duì)誤差來(lái)源作