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材料多热物性参数的测量装置及其测量方法制造方法及图纸

技术编号:28030692 阅读:37 留言:0更新日期:2021-04-09 23:11
本发明专利技术提供一种材料多热物性参数的测量装置及其测量方法,包括固定框架、激光产生装置、红外热像装置、凸透镜、温度测量装置以及数据接收处理装置,激光产生装置输出激光信号以加热测量材料,凸透镜将激光聚焦于待测材料上,产生明显温升信号,红外热像装置获取温升信号,数据接收处理装置获取红外热像装置测量的待测材料表面的温度信号和热电偶测量得到的温度信号,之后通过计算可得不同温度下试样的表面发射率,进行实验修正,最后通过计算机数值拟合修正后的温度信息从而获得测量材料的热物性参数。本发明专利技术该方法能在不破坏材料表面结构、表面特征的情况下测量材料多热物性参数,消除因接触产生接触热阻以及试样表面破坏而产生的测量误差。

【技术实现步骤摘要】
材料多热物性参数的测量装置及其测量方法
本专利技术属于热物性测量的
,具体涉及一种材料多热物性参数的测量装置及其测量方法。
技术介绍
热扩散系数、热导率、比热容、表面发射率等是各类材料的重要物理参数,在涉及传热工程领域有着广泛的应用背景。但各种材料的热物性参数主要靠实验测定,如何快速、准确、方便的测量出各种材料的热物性变得十分重要。现有的热物性测量技术中,按测量方法的物理模型可大致分为稳态测量方法和瞬态测量方法。稳态方法中,样品需要被均匀地加热或冷却至热稳态,再进行热物理参数测量。其优点是数学模型简单,但测量中样品达到热稳态需要较长时间。同时,瞬态测量方法对应的测量装置复杂,样品需加工成规定形状,限制其在工业上的应用。另外目前实验测量多为测量单一参数,或者某一温度下的热物性参数。它仅代表材料一定温度下的一种物理性质,不能反映材料在不同温度下的实际热物性及变化趋势。红外成像是使用光电设备来检测和测量辐射,并在辐射与表面温度之间建立相互联系。通过接收物体所发射的辐射能进而反推其温度的一项技术。红外测量物体温度必须知道物体表面发射率,但本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种材料多热物性参数的测量装置,其特征在于,包括固定框架、激光产生装置、红外热像装置、凸透镜、温度测量装置以及数据接收处理装置;其中,/n固定框架,其用于支撑激光产生装置和红外热像装置;/n激光产生装置,其用于产生对待测材料进行加热的激光,所述激光产生装置包括激光控制器以及与激光控制器电气连接的激光器,所述激光器可移动地设置在所述固定框架上;/n红外热像装置,其用于获取待测材料表面的温度信息,所述红外热像装置包括红外热像仪主机以及与所述红外热像仪主机电气连接的红外热像仪探头,所述红外热像仪探头可移动地设置在所述固定框架上;/n凸透镜,其用于产生合适大小的激光光斑,所述凸透镜可移动地设置在所...

【技术特征摘要】
1.一种材料多热物性参数的测量装置,其特征在于,包括固定框架、激光产生装置、红外热像装置、凸透镜、温度测量装置以及数据接收处理装置;其中,
固定框架,其用于支撑激光产生装置和红外热像装置;
激光产生装置,其用于产生对待测材料进行加热的激光,所述激光产生装置包括激光控制器以及与激光控制器电气连接的激光器,所述激光器可移动地设置在所述固定框架上;
红外热像装置,其用于获取待测材料表面的温度信息,所述红外热像装置包括红外热像仪主机以及与所述红外热像仪主机电气连接的红外热像仪探头,所述红外热像仪探头可移动地设置在所述固定框架上;
凸透镜,其用于产生合适大小的激光光斑,所述凸透镜可移动地设置在所述固定框架上,在测量时,所述激光器、所述凸透镜以及待测材料在同一光路上;
温度测量装置,其用于测量待测材料的温度,所述温度测量装置与待测材料电气连接;
数据接收处理装置,其用于接收和处理相应信息,所述数据接收处理装置与所述红外热像仪主机以及温度测量装置电气连接。


2.根据权利要求1所述的材料多热物性参数的测量装置,其特征在于,所述激光器、所述红外热像仪探头分别通过位移器设置在所述固定框架上。


3.根据权利要求2所述的测量材料多热性参数的装置,其特征在于,所述位移器的调节精度为10微米。


4.根据权利要求2所述的材料多热物性参数的测量装置,其特征在于,所述位移器包括固定在所述固定框架上的第一底座、固定在所述第一底座上的第一导轨、可转动地设置在所述第一导轨之间的第一丝杆以及与所述第一丝杆通过螺纹连接且滑接在所述第一导轨上的第一滑块,所述激光器、所述红外热像仪分别设置在对应位移器的所述滑块上。


5.根据权利要求1所述的材料多热物性参数的测量装置,其特征在于,所述凸透镜通过单轴位移装置设置在所述固定框架上,所述单轴位移装置控制所述凸透镜在激光光路上移动。


6.根据权利要求5所述的材料多热物性参数的测量装置,其特征在于,所述单轴位移装置包括电机和机械滑台,所述机械滑台包括固定在所述固定框架上的第二底座、固定在所述第二底座上的第二导轨、可转动地设置在所述第二导轨之间的第二丝杆以及与所述第二丝杆通过螺纹连接且滑接在所述第二导轨上的第二滑块,所述第二丝杆还与所述电机的驱动轴连接,所述凸透镜固定在所述第二滑块上。


7.根据权利要求1所述的材料多热物性参数的测量装置,其特征在于,所述温度测量装置为热电偶测温仪。


8.一种根据权利要求1-7任意一项所述的材料多热物性参数的测量装置的测量方法,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:岳亚楠孙强胜邓书港
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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