一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法技术

技术编号:43305004 阅读:39 留言:0更新日期:2024-11-12 16:20
本发明专利技术属于红外热波技术领域,提供一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法,进而可以测量出十分精确的材料热扩散系数。本发明专利技术包括以下步骤:步骤S1:将待测样品试件前表面与光源发射器保持统一水平位置,使得光源发射器发出的调制热光源能够完全照射到待测样品试件前表面;步骤S2:通过光源发射器设置具有不同调制频率的调制信号,分别对待测样品的前表面施加不同调制频率的热激励,使得样品在其内部产生热扩散并在表面产生热辐射;步骤S3:利用红外热像仪采集并记录样品试件上表面在不同调制频率下的温度场数据;步骤S4:建立热学模型;步骤S5:提取温度响应相位和振幅深度信息,得到不同调制频率下的随深度变化的温度场数据分布结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于红外热波,具体而言,尤其涉及一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法


技术介绍

1、热扩散率是材料传热性能的重要参数之一,它描述了材料在温度梯度下传导热量的能力。具有高热扩散率性能的材料能够迅速地传导热量,而具有低热扩散率性能的材料,则在传导热量时速度较慢。当前在许多工业和科学应用领域中,例如电子设备散热、热管理系统和材料科学研究中,十分精确的材料热扩散率对其设备或系统的运行和散热能力有着至关重要的影响。因此,能够准确地测量出材料的热扩散率对后续工作有着极其重要的指导意义。

2、传统的材料热扩散率测量方法主要分为稳态法和非稳态法两大类。稳态法是指在系统达到稳态条件后(即温度分布不再随时间变化),通过测量温度梯度和热流密度来计算热扩散率,属于间接测量法,如平板测量法。然而,稳态法需要长时间等待系统达到稳态条件,通过测量温度梯度和热流密度来间接计算热扩散率。稳态法不适用于所有材料,尤其是导热系数较低的材料,其测量过程漫长且不够精确。

3、非稳态法是指系统处于非稳态条件下,利用材料在受到瞬时或周期性热扰动时的热响应特性,通过测本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法,其特征在于包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法,其特征在于所述步骤S1中,基于锁相热成像测量方法,将样品固定在实验台上,样品稳定且不会移动,样品试件与热激励源和红外热像仪之间保持适当距离,以确保热激励的均匀性和红外热像仪的视野覆盖样品表面。

3.根据权利要求1所述一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法,其特征在于设置窗型口,使热激励源经过窗型口后,仅能够照射且覆盖到样品试件的前表面,试件的其它面无热源照射。

4.根据权利要求1所述一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法,其特征在...

【技术特征摘要】

1.一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法,其特征在于包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法,其特征在于所述步骤s1中,基于锁相热成像测量方法,将样品固定在实验台上,样品稳定且不会移动,样品试件与热激励源和红外热像仪之间保持适当距离,以确保热激励的均匀性和红外热像仪的视野覆盖样品表面。

3.根据权利要求1所述一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法,其特征在于设置窗型口,使热激励源经过窗型口后,仅能够照射且覆盖到样品试件的前表面,试件的其它面无热源照射。

4.根据权利要求1所述一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法,其特征在于所述步骤s2中,对样品试件表面施加周期性的热激励,并调节热激励源的频率和功率,使热激励在样品试件中传播。

5.根据权利要求1所述一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法,其特征在于所述步骤s4具体包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述一种考虑空间热损失的热扩散率测量方法,其特征在于所述步骤s4-1中定常热损失表达式构建如下:

7.根据权利要求5所述一种考虑...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐洪刘涛刘铭睿张海
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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