基于TPS技術的薄板樣品導熱系數(shù)測量方法的研究
發(fā)布時間：2020-12-27 06:07
導熱系數(shù)作為表征物質(zhì)熱傳遞性能的重要參數(shù)在多領域具有廣泛應用,目前導熱系數(shù)的測量方法主要分為穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法,瞬態(tài)平面熱源法(Transient plane source method,簡稱TPS法)作為導熱系數(shù)瞬態(tài)測量方法的一個重要分支具有測量時間短、精度高和范圍廣等優(yōu)點,在實際應用中具有一定優(yōu)勢�；赥PS理論的薄板樣品導熱系數(shù)測量方法(簡稱TPS薄板法)作為TPS理論的一個重要組成部分,主要是針對導熱系數(shù)大于10 W/(m·K)的薄板樣品導熱系數(shù)的測量。目前國內(nèi)外關于該方法的研究十分有限,雖然國內(nèi)已有基于TPS技術的熱常數(shù)分析儀上市,但大都不適用于薄板樣品導熱系數(shù)的測量�；诖�,本文設計了基于TPS薄板法導熱系數(shù)測量模塊,并針對TPS薄板法的邊界熱損失問題建立了一種邊界熱損失補償模型,顯著提高了TPS薄板法的測量精度。本論文完成的主要工作有:1、介紹了導熱系數(shù)的基本知識和主要測量方法,闡述了國內(nèi)外TPS法的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題,進而引出本課題的研究目的和內(nèi)容。2、詳細論述了TPS薄板法探頭溫升模型的推導過程,分析了造成TPS薄板法測量誤差的主要來源,并從理論模型上加以修正。3、邊界...
【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
TPS2500S熱常數(shù)分析儀
圖 4-1 TPS 探頭實物圖實物圖可以看出，為滿足探頭加熱絲的同心的近似同心圓的雙螺旋結構[39]，同時在加工能的小以滿足假設條件（2），然后在雙螺旋胺薄膜以使 TPS 探頭能夠適用于金屬、液的機械強度。為滿足條件（3），聚酰亞胺薄頭能夠靈敏的感知自身溫度變化，本課題采為金屬鎳具有較高的電阻溫度系數(shù)（TCR）穩(wěn)定的 TCR 值，具有良好的溫度感知效果理論[24]可知，為保證測量結果的可靠性，探 及加熱時間t之間應滿足如下關系：20.3 1.1ta
第4章 TPS 法導熱系數(shù)測量系統(tǒng)的設計對輸出電壓的大小進行數(shù)字調(diào)控，具有輸出電壓穩(wěn)定性好、電壓優(yōu)點。本設計以三端可調(diào)穩(wěn)壓器 LM317 和數(shù)字電位計 AD5293 現(xiàn)數(shù)字可調(diào)直流電壓的輸出。317 是一種可調(diào)的三端正電壓穩(wěn)壓器，其電壓輸出范圍很寬，最大為 37V，且能夠輸出最大超過 1.5A 的負載電流。該穩(wěn)壓器和線路電壓調(diào)整率，當它的輸入輸出電壓差在 3.0V~40V 之間時電壓調(diào)整率為 0.01%，當輸出電壓 VO>5V 時，其負載調(diào)整率為 Re<5V時，其負載調(diào)整率 0.1%<Reg<0.8%，基本滿足恒定電壓輸出317 的典型應用電路如圖 4-3 所示：
【參考文獻】：
期刊論文
[1]瞬態(tài)平面熱源法測量材料導熱系數(shù)[J]. 肖紅俊,于帆,張欣欣. 北京科技大學學報. 2012(12)
[2]含水率對墻體材料及保溫材料熱阻的影響[J]. 段愷,張金花,任靜,王志勇. 建筑技術. 2011(10)
[3]熱流計校準裝置測量控制系統(tǒng)的建立[J]. 楊家健,原遵東,韓蕊,王景輝,柏成玉,盧小豐. 電子測量與儀器學報. 2011(07)
[4]時間延遲對瞬態(tài)平面熱源法測量熱導率的影響[J]. 王強,戴景民,何小瓦. 吉林大學學報(工學版). 2011(03)
[5]基于Hot Disk方法測量熱導率的影響因素[J]. 王強,戴景民,何小瓦. 天津大學學報. 2009(11)
[6]Hot disk探頭熱容對熱導率測量的影響[J]. 王強,戴景民,何小瓦. 吉林大學學報(工學版). 2009(S1)
[7]瞬態(tài)平面熱源法熱物理性能測量準確度和適用范圍的標定——常溫下標準Pyroceram 9606材料熱物理性能測量[J]. 何小瓦,黃麗萍. 宇航計測技術. 2006(04)
[8]熱帶法測量材料導熱系數(shù)的實驗研究[J]. 于帆,張欣欣. 計量學報. 2005(01)
碩士論文
[1]油脂導熱系數(shù)的測定及其傳熱性能的研究[D]. 張玉珂.河南工業(yè)大學 2015
[2]基于Hot Disk的薄板材料導熱系數(shù)測量方法的研究[D]. 翟德懷.華南理工大學 2015
[3]便攜式原位淺層地溫導熱系數(shù)測試儀的研制及試驗研究[D]. 殷仁朝.吉林大學 2015
[4]平面熱源法對建筑保溫材料熱導率和熱擴散率的測試研究[D]. 楊杰.中南大學 2014
[5]高精度防護熱流計法導熱系數(shù)測定儀的研究[D]. 聶潛超.天津大學 2013
[6]防護板法導熱儀組合加熱方式的數(shù)值模擬和試驗研究[D]. 高鶴明.江蘇大學 2008
[7]非穩(wěn)態(tài)法測量不良導體導熱系數(shù)的研究[D]. 李才對.昆明理工大學 2006
本文編號：2941233
【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：83 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
TPS2500S熱常數(shù)分析儀
圖 4-1 TPS 探頭實物圖實物圖可以看出，為滿足探頭加熱絲的同心的近似同心圓的雙螺旋結構[39]，同時在加工能的小以滿足假設條件（2），然后在雙螺旋胺薄膜以使 TPS 探頭能夠適用于金屬、液的機械強度。為滿足條件（3），聚酰亞胺薄頭能夠靈敏的感知自身溫度變化，本課題采為金屬鎳具有較高的電阻溫度系數(shù)（TCR）穩(wěn)定的 TCR 值，具有良好的溫度感知效果理論[24]可知，為保證測量結果的可靠性，探 及加熱時間t之間應滿足如下關系：20.3 1.1ta
第4章 TPS 法導熱系數(shù)測量系統(tǒng)的設計對輸出電壓的大小進行數(shù)字調(diào)控，具有輸出電壓穩(wěn)定性好、電壓優(yōu)點。本設計以三端可調(diào)穩(wěn)壓器 LM317 和數(shù)字電位計 AD5293 現(xiàn)數(shù)字可調(diào)直流電壓的輸出。317 是一種可調(diào)的三端正電壓穩(wěn)壓器，其電壓輸出范圍很寬，最大為 37V，且能夠輸出最大超過 1.5A 的負載電流。該穩(wěn)壓器和線路電壓調(diào)整率，當它的輸入輸出電壓差在 3.0V~40V 之間時電壓調(diào)整率為 0.01%，當輸出電壓 VO>5V 時，其負載調(diào)整率為 Re<5V時，其負載調(diào)整率 0.1%<Reg<0.8%，基本滿足恒定電壓輸出317 的典型應用電路如圖 4-3 所示：
【參考文獻】：
期刊論文
[1]瞬態(tài)平面熱源法測量材料導熱系數(shù)[J]. 肖紅俊,于帆,張欣欣. 北京科技大學學報. 2012(12)
[2]含水率對墻體材料及保溫材料熱阻的影響[J]. 段愷,張金花,任靜,王志勇. 建筑技術. 2011(10)
[3]熱流計校準裝置測量控制系統(tǒng)的建立[J]. 楊家健,原遵東,韓蕊,王景輝,柏成玉,盧小豐. 電子測量與儀器學報. 2011(07)
[4]時間延遲對瞬態(tài)平面熱源法測量熱導率的影響[J]. 王強,戴景民,何小瓦. 吉林大學學報(工學版). 2011(03)
[5]基于Hot Disk方法測量熱導率的影響因素[J]. 王強,戴景民,何小瓦. 天津大學學報. 2009(11)
[6]Hot disk探頭熱容對熱導率測量的影響[J]. 王強,戴景民,何小瓦. 吉林大學學報(工學版). 2009(S1)
[7]瞬態(tài)平面熱源法熱物理性能測量準確度和適用范圍的標定——常溫下標準Pyroceram 9606材料熱物理性能測量[J]. 何小瓦,黃麗萍. 宇航計測技術. 2006(04)
[8]熱帶法測量材料導熱系數(shù)的實驗研究[J]. 于帆,張欣欣. 計量學報. 2005(01)
碩士論文
[1]油脂導熱系數(shù)的測定及其傳熱性能的研究[D]. 張玉珂.河南工業(yè)大學 2015
[2]基于Hot Disk的薄板材料導熱系數(shù)測量方法的研究[D]. 翟德懷.華南理工大學 2015
[3]便攜式原位淺層地溫導熱系數(shù)測試儀的研制及試驗研究[D]. 殷仁朝.吉林大學 2015
[4]平面熱源法對建筑保溫材料熱導率和熱擴散率的測試研究[D]. 楊杰.中南大學 2014
[5]高精度防護熱流計法導熱系數(shù)測定儀的研究[D]. 聶潛超.天津大學 2013
[6]防護板法導熱儀組合加熱方式的數(shù)值模擬和試驗研究[D]. 高鶴明.江蘇大學 2008
[7]非穩(wěn)態(tài)法測量不良導體導熱系數(shù)的研究[D]. 李才對.昆明理工大學 2006
本文編號：2941233
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