可原位标定探针间距的双针热脉冲热特性测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种可原位自我校正探针间距的双针热脉冲热特性测量系统，及基于该系统的测量方法。测量系统及方法能够减小探针间距变化导致的热特性参数测量误差。系统包括加热探针、底座、加热装置、数据处理装置和至少一个温度探针，底座用于固定加热探针和温度探针，加热探针内设置加热丝，加热探针的长度与内径的比值大于预设的数值，加热探针经由加热装置进行加热，每个温度探针内沿其轴向设置有至少三个测温元件，数据处理装置连接测温元件，用于获取加热探针和温度探针插入待测物质后，测温元件采集到的温度响应数据，根据温度响应数据得到每个测温元件和加热探针之间的实际间距，然后根据实际间距，拟合得到待测物质的热特性参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热特性测量
，具体涉及一种可原位自我校正探针间距的双针热脉冲热特性测量系统及基于该系统的测量方法。
技术介绍
目前，单针热脉冲方法和双针热脉冲方法被广泛用于测量土壤、岩石、食物、可燃冰等材料的热特性。单针热脉冲方法只能测定物质的热导率，无法同时得到待测物质的比热和热扩散率。双针热脉冲方法可同时测定热导率、热扩散率及比热，因而，在目前的实际测定和应用中，使用更多的是双针热脉冲方法。双针热脉冲方法的测量装置包括间距为r的两个或多个平行不锈钢探针，其中一个是装有加热丝的加热探针，另一个或者多个是装有测温元件的温度探针，加热探针与温度探针之间的间距用热特性已知的物质标定。将探针插入或者放入待测物质中，通电后加热探针放出的热量经由待测介质传导到温度探针，由温度探针感应出并记录下温度随时间的变化。目前，基于普遍采用的无限长线状热源(ILS)的假设，可得到持续时间为t0的热脉冲信号引发的距离加热针距离为r处的温度探针的温度变化的解析解(deVries,1952；Kl本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可原位自我校正探针间距的双针热脉冲热特性测量系统，包括加热探针、底座、加热装置、数据处理装置和至少一个温度探针，其特征在于，所述温度探针和加热探针沿轴向平行固定在所述底座上，所述加热探针内设置加热丝，所述加热探针的长度与内径的比值大于预设的数值，所述加热探针连接所述加热装置，利用所述加热装置进行加热，每个温度探针内沿其轴向设置有至少三个测温元件，所述数据处理装置连接所述测温元件，用于获取加热探针和温度探针插入待测物质后，所述测温元件采集到的温度数据，生成温度响应曲线，根据所述响应曲线，利用原位间距校正公式计算得到所述测温元件和加热探针之间的实际间距，根据所述实际间距计算得出所述待测物质的热...

【技术特征摘要】
2016.01.15 CN 20161002935861.一种可原位自我校正探针间距的双针热脉冲热特性测量系统，包括加热探针、底座、
加热装置、数据处理装置和至少一个温度探针，其特征在于，
所述温度探针和加热探针沿轴向平行固定在所述底座上，所述加热探针内设置加热
丝，所述加热探针的长度与内径的比值大于预设的数值，所述加热探针连接所述加热装置，
利用所述加热装置进行加热，每个温度探针内沿其轴向设置有至少三个测温元件，所述数
据处理装置连接所述测温元件，用于获取加热探针和温度探针插入待测物质后，所述测温
元件采集到的温度数据，生成温度响应曲线，根据所述响应曲线，利用原位间距校正公式计
算得到所述测温元件和加热探针之间的实际间距，根据所述实际间距计算得出所述待测物
质的热特性参数。
2.根据权利要求1所述的可原位自我校正探针间距的双针热脉冲热特性测量系统，其
特征在于，若所述温度探针为一个，所述数据处理装置，用于根据所述曲线，得到所述测温
元件采集到的温度数据上升到最大值的时长，根据所述时长计算所述测温元件和加热探针
之间的实际间距，计算公式为ri=a1li+a2li2+......+an-1lin-1+ri0,]]>其中，ai由公式
(r10+a1l1+......+an-1l1n-1)2K1=(r20+a1l2+......+an-1l2n-1)2K2=......=(rn0+a1ln+......+an-1lnn-1)2Kn]]>计算，ri为第i个测温元件和所述加热探针之间的实际

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，任瑞琪，温敏敏，李保国，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11