导热系数测量装置的研制

发布时间：2017-12-08 09:13

  本文关键词：导热系数测量装置的研制

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【摘要】：红外热像仪能够测量出被测目标的温度,而根据被测目标内部(或边界)的一点或多点的温度信息,通过特定算法的处理就能得到某些热参数,这种情况被叫做热参数的反问题。通过红外热像仪测得的多点温度值和一些其他的已知参数,通过反演算法就能估计被测目标的热物性参数,这个问题涉及很多学科。本文针对一维传热问题,针对瞬态法建立热传导反问题的正向发生平台,设计了一套针对具有规则形状的建筑材料、工业材料和复合材料的导热系数测量装置,开发了数据采集与处理的软件系统,为反演算法提供了一手且准确的实验数据。本文在明确项目背景和研究意义的基础上,充分调研了国内外导热系数测量装置的研究进展。针对课题的技术指标要求采用瞬态法实时监测材料的温度信息,在动态测量中完成导热系数的反演并显示出来。在实验平台搭建的过程中,首先构造所需要的数学模型,根据数学模型建立对应的方程组求解导热系数,得知所需要的条件为:侧面各层的温度信息、热流密度和加热功率等。按照上述所说的前提条件建立正向实验发生平台,这里面必须有技术指标、总体设计框图、机械部分的制作、电路部分的制作和上位机软件系统的开发等。在软件平台的搭建中,主要采用LabVIEW 2013版的软件,应用图形化语言图形化界面主要针对四个8路PT100温度采集模块进行数据采集,进而能与反演算法集合成一个整体,达到直接读取热物性参数的效果。基于以上硬件部分与软件部分的搭建,我们进行大量重复的测试。我们利用恒温槽筛选传感器,使传感器的一致性较高;利用热像仪测试各类加热膜,使热流密度较均匀,加热效果更好;反复测试之后将试样尺寸定为350×350×30,满足半无限大一维传热的条件;确定打孔的位置,使各个孔之间没有影响,精确的测出各层的温度信息。进而进行大量的重复试验,以确保装置的稳定性和实验数据的可复现性,为反演算法提供一手并准确的数据。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB302
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本文编号：1265839