【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低温设备，更具体涉及一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法。
技术介绍
1、热导率又称导热系数，是物质导热能力的量度，随着科技的发展，材料低温热导率参数在航天航空
，超导
以及低温材料研究领域越来越显得尤为重要。
2、当前情况下对于固体而言，低温热导率的测量采用稳态热流法是测试方法的主流。
3、稳态热流法的测试装置(即低温热导率测试装置)如图1，该方法是根据一维傅里叶导热定律而测得。
4、测试方法的原理：将粗细均匀的被测固体放置在真空绝热环境中，一端控温保持绝热边界条件，即为绝热端，另一端施加热流，为热端，靠近绝热端与热端相近距离l的位置为冷端，若在热端施加恒定的热量q，则系统稳定后，则被测固体的冷端和热端温度均上升，则被测固体的热导率与各温度点上升的关系见公式1
5、
6、式中：
7、λ：被测固体的热导率，w/(m·k)；
8、q：热端施加的恒定热量，w；
9、a：被测固体的热端和冷端处的截面积，m2；
10、l：热端和冷端处的距离，m；
11、δt：冷热两端温差，k；
12、主流的低温热导率的计算方法为采用稳态热流法计算具体为公式1，其中δt为：在保持绝热端的绝热边界条件前提下，热端施加热量之后冷热端均测量一个温度，该温度差即为加热后的δt＝t2-t1。
13、由于无法达到理想状态下的绝热环境，温度传感器自身的测量以及通过测试计算得出的结果总会有偏差，
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于，如何消除低温热导率测试方法中温度测量的系统误差，并减小温度传感器的计算数量，避免多个温度传感器测量的随机误差叠加。
2、本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，包括低温热导率测试装置，所述低温热导率测试装置包括防辐射冷屏、被测样件、制冷机，所述被测样件固定在制冷机的二级冷头顶部，所述被测样件背离二级冷头的一端为热端，与二级冷头相连的一端为绝热端，所述热端与绝热端之间设有冷端，所述热端、绝热端、冷端上分别设有加热器和温度传感器，所述防辐射冷屏与制冷机的一级冷头相连并形成低温等温腔体；
3、应用上述低温热导率测试装置的测试方法包括如下步骤：
4、s1：在测试过程中对绝热端控温并保证其温度不变，向热端施加热量q并保证其稳定；
5、s2：通过热端的温度传感器和冷端的温度传感器测量热端温度和冷端温度，得到热端温度t2和t1；
6、s3：取消热端的加热量，对冷端进行加热控温，并使其温度与热端施加热量q时的温度t1相同，再次通过热端的温度传感器测量热端温度t2’；使得δt＝t2-t2’，并代入计算公式计算出热导率，计算公式为：
7、式中，λ为被测样件的热导率，q为热端施加的恒定热量，a为被测样件的热端和冷端处的截面积，l为热端和冷端之间的距离，δt为两次测量的热端温差。
8、通过在测试过程中是对绝热端进行控温，保证其温度t0不变，保证了绝热边界不变，测试过程中，热端加热器施加热量q稳定后，通过热端温度传感器第一次测量热端温度，取消该处加热，通过冷端加热器将冷端温度与热端施加热量q时的温度t1相同，相当于建立同样的传热模型，通过热端温度传感器第二次测量热端温度，采用相同的温度传感器测量同一点的温度，并作为计算公式中的δt值，消除了使用两个测量传感器的带来的测量误差，以及原有的冷端与热端之间的温差。
9、作为优选的技术方案，所述热端设有热端温度传感器和热端加热器，且分别用于热端测温和加热控温。
10、作为优选的技术方案，所述热端的温度传感器为铂电阻或二极管低温温度传感器，所述热端、冷端、绝热端的低温加热器选用型号为lakeshore model336。
11、作为优选的技术方案，所述s3中温度传感器的测量端与s2中温度传感器的测量端位于同一点，保持位置不变。
12、作为优选的技术方案，所述s1中绝缘端的控温温度为t0。
13、作为优选的技术方案，所述防辐射屏为紫铜材质。
14、作为优选的技术方案，所述冷端设有冷端加热器和冷端温度传感器，所述冷端加热器和冷端温度传感器分别用于冷端处加热控温和测温；所述s2中通过冷端加热器对冷端升温并使其达到温度t1。
15、作为优选的技术方案，所述绝热端设有绝热端温度传感器和绝热端加热器，所述绝热端加热器用于绝缘段加热控温。
16、作为优选的技术方案，所述被测样件为固体。
17、作为优选的技术方案，所述制冷机为4.2k制冷机。
18、本专利技术的优点在于：
19、(1)本专利技术中，通过在测试过程中是对绝热端进行控温，保证其温度t0不变，保证了绝热边界不变，测试过程中，热端加热器施加热量q稳定后，通过热端温度传感器第一次测量热端温度，取消该处加热，通过冷端加热器将冷端温度与热端施加热量q时的温度t1相同，相当于建立同样的传热模型，通过热端温度传感器第二次测量热端温度，采用相同的温度传感器测量同一点的温度，并作为计算公式中的δt值，消除了使用两个测量传感器的带来的测量误差，以及原有的冷端与热端之间的温差。
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1.一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，包括低温热导率测试装置，所述低温热导率测试装置包括防辐射冷屏、被测样件、制冷机，所述被测样件固定在制冷机的二级冷头顶部，所述被测样件背离二级冷头的一端为热端，与二级冷头相连的一端为绝热端，所述热端与绝热端之间设有冷端，所述热端、绝热端、冷端上分别设有加热器和温度传感器，所述防辐射冷屏与制冷机的一级冷头相连并形成低温等温腔体；
2.根据权利要求1所述的一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，所述热端设有热端温度传感器和热端加热器，且分别用于热端测温和加热控温。
3.根据权利要求1所述的一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，所述热端的温度传感器为铂电阻或二极管低温温度传感器，所述热端、冷端、绝热端的低温加热器选用型号为lakeshore·model336。
4.根据权利要求1所述的一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，所述S3中温度传感器的测量端与S2中温度传感器的测量端位于同一点。
5.根据权利要求1所述的一种消除温
6.根据权利要求1所述的一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，所述防辐射屏为紫铜材质。
7.根据权利要求2所述的一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，所述冷端设有冷端加热器和冷端温度传感器，所述冷端加热器和冷端温度传感器分别用于冷端处加热控温和测温；所述S2中通过冷端加热器对冷端升温并使其达到温度T1。
8.根据权利要求1所述的一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，所述绝热端设有绝热端温度传感器和绝热端加热器，所述绝热端加热器用于绝缘段加热控温。
9.根据权利要求1所述的一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，所述被测样件为固体。
10.根据权利要求1所述的一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，所述制冷机为4.2K制冷机。
...【技术特征摘要】
1.一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，包括低温热导率测试装置，所述低温热导率测试装置包括防辐射冷屏、被测样件、制冷机，所述被测样件固定在制冷机的二级冷头顶部，所述被测样件背离二级冷头的一端为热端，与二级冷头相连的一端为绝热端，所述热端与绝热端之间设有冷端，所述热端、绝热端、冷端上分别设有加热器和温度传感器，所述防辐射冷屏与制冷机的一级冷头相连并形成低温等温腔体；
2.根据权利要求1所述的一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，所述热端设有热端温度传感器和热端加热器，且分别用于热端测温和加热控温。
3.根据权利要求1所述的一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，所述热端的温度传感器为铂电阻或二极管低温温度传感器，所述热端、冷端、绝热端的低温加热器选用型号为lakeshore·model336。
4.根据权利要求1所述的一种消除温度测量系统误差的低温热导率测试方法，其特征在于，所述s3中温度传感器的测量端与s2中温度传感器的测量端...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪冬冬，周家屹，傅剑，苏玉磊，张凯，丁怀况，
申请(专利权)人：安徽万瑞冷电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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