一种环氧与金属复合结构的导热性能测试装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种环氧与金属复合结构的导热性能测试装置及系统。通过改变测试时的热通量方向以获取第二方向热阻，并根据预设的调和平均公式对第一方向热阻和第二方向热阻进行调和平均处理，以消除定向效应带来的加性误差，该导热性能测试装置及系统提升了环氧与金属复合结构的导热性能的测试精度。属复合结构的导热性能的测试精度。属复合结构的导热性能的测试精度。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧与金属复合结构的导热性能测试装置及系统


[0001]本专利技术涉及环氧与金属复合结构的导热性能测试领域，尤其涉及一种环氧与金属复合结构的导热性能测试装置及系统。

技术介绍

[0002]盆式绝缘子作为气体绝缘金属全封闭组合电器(Gas Insulated Switchgear，GIS)的重要电力部件，起着电气绝缘、隔离气室和支撑导体的作用，其绝缘结构可以近似等效为同轴圆柱电极模型，中心嵌件铝导体与环氧树脂/氧化铝复合绝缘材料通过固化反应结合在一起，形成导体/固体绝缘界面。盆式绝缘子的性能好坏直接影响GIS是否能够长期稳定运行。在盆式绝缘子浇注过程中由于环氧树脂复合材料固化度不均匀分布而导致固化收缩和热应变，同时导体与固体绝缘界面两侧的材料属性的差异导致界面处应力集中，可能会导致界面处产生缝隙、结合不紧密等缺陷，这会导致在实际运行过程中，中心导体向外进行热传递、热交换效果变差，可能会使绝缘子异常发热形成热应力，导致绝缘子局部受力变大，容易进一步扩大缺陷，加快绝缘子的老化，致使绝缘子性能下降，直接威胁GIS的正常运行。因此，在盆式绝缘子制造生产过程中，对其复合结构件的热性能进行测试，有利于从“工艺
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材料
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绝缘件”全链条提高盆式绝缘子的质量。
[0003]在现有技术中，主要通过传统的稳态热流法针对在制造盆式绝缘子所使用的环氧树脂复合材料进行导热性能检测。
[0004]但是，现有技术仍存在如下缺陷：传统的稳态热流法会有由施加热流方向而产生的定向效应带来的加性误差，降低了测试精度。
[0005]因此，当前需要一种环氧与金属复合结构的导热性能测试装置、计算机可读存储介质以及系统，从而克服现有技术中存在的上述缺陷。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种环氧与金属复合结构的导热性能测试装置、计算机可读存储介质以及系统，从而提升环氧与金属复合结构的导热性能的测试精度。
[0007]本专利技术一实施例提供一种环氧与金属复合结构的导热性能测试装置，所述导热性能测试装置包括导热数据读取单元、第一热阻测试单元、第二热阻测试单元以及拟合输出单元，其中，所述导热数据读取单元用于创建测试环境，获取待测试复合结构在所述测试环境下的导热测试数据，并根据预设的第一方向热阻计算公式、横截面面积、温度数据组以及热流数据，计算所述待测试复合结构在所述测试环境下的第一方向热阻；所述测试环境包括所述待测试复合结构的横截面面积以及预设的热通量方向；所述导热测试数据包括温度数据组以及热流数据；所述第一热阻测试单元用于根据预设的第一热通量方向，将所述测试环境改变为第一测试环境，获取所述待测试复合结构在所述第一测试环境下的第一导热测试数据，并根据预设的第二方向热阻计算公式、预设的调和平均公式、所述第一方向热阻、所述横截面面积以及所述第一导热测试数据，计算所述待测试复合结构的第一热阻；所
述第一导热测试数据包括第一结构厚度数据组；所述第二热阻测试单元用于根据所述第一结构厚度数据组，将所述待测试复合结构改变为第一待测试复合结构，获取所述第一待测试复合结构在所述第一测试环境下的第二导热测试数据，并根据所述热阻计算公式、所述横截面面积以及所述第二导热测试数据，计算所述第一待测试复合结构在所述第一测试环境下的第二热阻；所述第二导热测试数据包括第二结构厚度数据组；所述拟合输出单元用于根据所述第一热阻、所述第二热阻以及所述第二结构厚度数据组对热阻
‑
厚度关系式进行最小二乘法拟合，获取所述待测试复合结构的导热系数。
[0008]作为上述方案的改进，所述第一热阻测试单元用于根据预设的第一热通量方向，将所述测试环境改变为第一测试环境，获取所述待测试复合结构在所述第一测试环境下的第一导热测试数据，具体包括：将所述热通量方向改变为预设的第一热通量方向，并使得所述横截面面积保持不变，获得所述第一测试环境；所述第一热通量方向与所述热通量方向不同；以预设的第一调试时间间隔，读取所述待测试复合结构在所述第一测试环境下的第一调试温度数据组、第一结构厚度数据组以及第一调试热流数据，并根据所述第一调试温度数据组判断当前是否处于稳态测试环境；若否，则重复上一步骤；若是，则将所述第一调试温度数据组、所述第一结构厚度数据组以及所述第一调试热流数据输出为所述待测试复合结构在所述第一测试环境下的第一导热测试数据。
[0009]作为上述方案的改进，所述第一热阻测试单元用于根据预设的第二方向热阻计算公式、预设的调和平均公式、所述第一方向热阻、所述横截面面积以及所述第一导热测试数据，计算所述待测试复合结构的第二热阻，具体包括：根据预设的第二方向热阻计算公式、所述横截面面积以及所述第一导热测试数据，计算所述待测试复合结构在所述第一测试环境下的第二方向热阻；根据所述第一方向热阻、所述第二方向热阻以及预设的调和平均公式，计算所述待测试复合结构的第二热阻。
[0010]作为上述方案的改进，所述第二热阻测试单元用于根据所述第一结构厚度数据组，将所述待测试复合结构改变为第一待测试复合结构，获取所述第一待测试复合结构在所述第一测试环境下的第二导热测试数据，具体包括：根据所述第一结构厚度数据组，计算复合结构厚度比；根据所述复合结构厚度比，改变所述待测试复合结构的各个部分的厚度，获得第一待测试复合结构；以预设的第二调试时间间隔，读取所述第一待测试复合结构在所述第一测试环境下的第二调试温度数据组、第二结构厚度数据组以及第二调试热流数据，并根据所述第二调试温度数据组判断当前是否处于稳态测试环境；若否，则重复上一步骤；若是，则将所述第二调试温度数据组、所述第二结构厚度数据组以及所述第二调试热流数据输出为所述第一待测试复合结构在所述第一测试环境下的第二导热测试数据。
[0011]作为上述方案的改进，所述导热数据读取单元用于创建测试环境，获取待测试复合结构在所述测试环境下的导热测试数据，具体包括：以预设的初始测试温度和恒定功率设定等温面，并在所述待测试复合结构与所述等温面的接触面上涂以导热膏，获得测试环境；以预设的调试时间间隔，读取所述待测试复合结构在所述测试环境下的调试温度数据组、结构厚度数据组以及调试热流数据，根据所述调试温度数据组判断当前是否处于稳态测试环境；若否，则重复上一步骤；若是，则将所述调试温度数据组以及所述热流数据输出为所述待测试复合结构在所述测试环境下的温度数据组以及调试热流数据组。
[0012]作为上述方案的改进，所述第一方向热阻计算公式为：式中，R
正
为以所述热通量方向施加热通量得到待测试复合结构的第一方向热阻；A为所述横截面面积；Q
正
为热流稳定后通过待测试复合结构的热流量，ΔT
正
为待测试复合结构的上下表面的温度差。
[0013]作为上述方案的改进，所述第二方向热阻计算公式为：式中，R
反
为以所述第一热通量方向施加热通量得到待测试复合结构的第二方向热阻；A为所述待测试复合结构的横截面面积；Q
反
为热流稳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧与金属复合结构的导热性能测试装置，其特征在于，所述导热性能测试装置包括导热数据读取单元、第一热阻测试单元、第二热阻测试单元以及拟合输出单元，其中，所述导热数据读取单元用于创建测试环境，获取待测试复合结构在所述测试环境下的导热测试数据，并根据预设的第一方向热阻计算公式、横截面面积、温度数据组以及热流数据，计算所述待测试复合结构在所述测试环境下的第一方向热阻；所述测试环境包括所述待测试复合结构的横截面面积以及预设的热通量方向；所述导热测试数据包括温度数据组以及热流数据；所述第一热阻测试单元用于根据预设的第一热通量方向，将所述测试环境改变为第一测试环境，获取所述待测试复合结构在所述第一测试环境下的第一导热测试数据，并根据预设的第二方向热阻计算公式、预设的调和平均公式、所述第一方向热阻、所述横截面面积以及所述第一导热测试数据，计算所述待测试复合结构的第一热阻；所述第一导热测试数据包括第一结构厚度数据组；所述第二热阻测试单元用于根据所述第一结构厚度数据组，将所述待测试复合结构改变为第一待测试复合结构，获取所述第一待测试复合结构在所述第一测试环境下的第二导热测试数据，并根据所述热阻计算公式、所述横截面面积以及所述第二导热测试数据，计算所述第一待测试复合结构在所述第一测试环境下的第二热阻；所述第二导热测试数据包括第二结构厚度数据组；所述拟合输出单元用于根据所述第一热阻、所述第二热阻以及所述第二结构厚度数据组对热阻
‑
厚度关系式进行最小二乘法拟合，获取所述待测试复合结构的导热系数。2.根据权利要求1所述的环氧与金属复合结构的导热性能测试装置，其特征在于，所述第一热阻测试单元用于根据预设的第一热通量方向，将所述测试环境改变为第一测试环境，获取所述待测试复合结构在所述第一测试环境下的第一导热测试数据，具体包括：将所述热通量方向改变为预设的第一热通量方向，并使得所述横截面面积保持不变，获得所述第一测试环境；所述第一热通量方向与所述热通量方向不同；以预设的第一调试时间间隔，读取所述待测试复合结构在所述第一测试环境下的第一调试温度数据组、第一结构厚度数据组以及第一调试热流数据，并根据所述第一调试温度数据组判断当前是否处于稳态测试环境；若否，则重复上一步骤；若是，则将所述第一调试温度数据组、所述第一结构厚度数据组以及所述第一调试热流数据输出为所述待测试复合结构在所述第一测试环境下的第一导热测试数据。3.根据权利要求2所述的环氧与金属复合结构的导热性能测试装置，其特征在于，所述第一热阻测试单元用于根据预设的第二方向热阻计算公式、预设的调和平均公式、所述第一方向热阻、所述横截面面积以及所述第一导热测试数据，计算所述待测试复合结构的第二热阻，具体包括：根据预设的第二方向热阻计算公式、所述横截面面积以及所述第一导热测试数据，计算所述待测试复合结构在所述第一测试环境下的第二方向热阻；根据所述第一方向热阻、所述第二方向热阻以及预设的调和平均公式，计算所述待测试复合结构的第二热阻。
4.根据权利要求3所述的环氧与金属复合结构的导热性能测试装置，其特征在于，所述第二热阻测试单元用于根据所述第一结构厚度数据组，将所述待测试复合结构改变为第一待测试复合结构，获取所述第一待测试复合结构在所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞小峰，郝艳捧，姚聪伟，孙帅，李兴旺，宋坤宇，赵晓凤，王增彬，李盈，刘琳，杨贤，陈祖伟，蔡玲珑，洪刚，丘欢，黄盛龙，张滢滢，邰彬，李端姣，郑尧，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：