一种物体表面热流密度检测方法、装置以及设备制造方法及图纸

本发明专利技术具体涉及热测试技术，具体公开了一种物体表面热流密度检测方法、装置以及设备，该方法包括设定物体待测面上热流随时间变化的初步热流密度函数；采集物体待测面的初始温度和超声波传播时长；根据初始温度和初步热流密度函数，确定理论超声波传播时长；若是超声波传播时长和理论超声波传播时长之间的差异较小，则该初步热流密度函数即为物体待测面的热流密度函数；否则对初步热流密度函数进行调整，并重新按照上述方式确定该初步热流密度函数是否准确，直到获得准确的热流密度函数。本申请无需对物体结构进行破坏及其他任何处理，且超声波信号仅仅在物体内部传播，避免外部环境的干扰，降低热流密度的测量难度且保证热流密度函数的准确性。密度函数的准确性。密度函数的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种物体表面热流密度检测方法、装置以及设备


[0001]本专利技术涉及物体表面热流密度检测
，特别是涉及一种物体表面热流密度检测方法、装置以及设备。

技术介绍

[0002]日常生产生活中，热量的传递现象广泛存在；温度和表面热流密度是热测试中最为常见的参数，其中，温度表征物体的冷热程度，表面热流密度则表示热量传递的大小和方向。表面热流密度的测量对物体热设计和性能评估都有着重要意义。
[0003]目前，物体表面热流密度的测量可分为接触式测热技术和非接触测热技术。接触式测热技术需要将传感器内埋或者嵌入到物体内部。“内埋式”传感器需要对物体内部进行打孔，会导致物体内部出现局部温度变化或应力集中等问题；“嵌入式”传感器由于物体本体和传感器之间存在物性差异，导致物体表面温度不均匀进而引起的“热匹配”问题（如冷点效应）和开孔后的结构补强、缝隙密封等“结构匹配”问题。而对于相变热图、液晶热图、温敏漆等非接触测热技术虽可实现表面热流的非接触测量，但存在工艺要求高、表面喷涂物影响表面性能等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物体表面热流密度检测方法，其特征在于，包括：设定物体待测面上热流随时间变化的初步热流密度函数；采集所述物体待测面的初始温度和超声波传播时长，其中，所述超声波传播时长为超声波信号被发射到物体内部传播被所述物体待测面反射后传播至被接收的过程所经过的时长；根据所述初始温度和所述初步热流密度函数，确定所述物体内部的温度分布函数，并根据所述温度分布函数确定理论超声波传播时长；判断所述超声波传播时长和所述理论超声波传播时长之间的差异是否小于设定差异；若是，则以所述初步热流密度函数作为所述物体待测面的热流密度函数；若否，则对所述初步热流密度函数进行优化更新，并以新的初步热流密度函数重新执行采集所述物体待测面的初始温度和超声波传播时长的步骤，直到获得所述物体待测面的热流密度函数。2.如权利要求1所述的物体表面热流密度检测方法，其特征在于，根据所述初始温度和所述初步热流密度函数，确定所述物体内部的温度分布函数，包括：根据边界条件和初始条件对所述物体内部满足的热传导方程进行求解，确定所述物体内部的温度分布函数；其中，为所述物体的密度；为所述物体的比热容；为所述物体的导热系数；为所述初步热流密度函数；为时间；为所述物体内沿所述超声波信号传播方向上的位置点坐标；为所述物体沿所述超声波信号传播方向上的厚度，且；为所述初始温度。3.如权利要求1所述的物体表面热流密度检测方法，其特征在于，根据所述温度分布函数确定理论超声波传播时长，包括：根据所述超声波信号在所述物体内部传播满足的关系式，确定所述理论超声波传播时长；其中，为超声波在所述物体内随温度变化的传播速度；为所述物体内部的温度分布函数，和均为预先标定的常系数。4.如权利要求1所述的物体表面热流密度检测方法，其特征在于，采集所述超声波传播时长的过程包括：按照设定时间间隔连续采集多个所述超声波传播时长；判断所述超声波传播时长和所述理论超声波传播时长之间的差异是否小于设定差异，包括：
判断各个所述超声波传播时长和对应的所述理论超声波传播时长是否满足使得收敛判据收敛；其中，为所述理论超声波传播时长，为所述超声波传播时长，为最后一个超声波传播时长的采样时间点；为收敛半径。5.如权利要求1至4任一项所述的物体表面热流密度检测方法，其特征在于，设定物体待测面上热流随时间变化的初步热流密度函数，包括：按照预设时间间隔连续多次采集所述物体待测面的温度数据；根据随时间变化的所述温度数据，确...

【专利技术属性】
技术研发人员：向静，魏东，石友安，肖光明，杨肖峰，刘磊，杜雁霞，桂业伟，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：