基于TPS技术的薄板样品导热系数测量方法的研究
发布时间：2020-12-27 06:07
导热系数作为表征物质热传递性能的重要参数在多领域具有广泛应用,目前导热系数的测量方法主要分为稳态法和瞬态法,瞬态平面热源法(Transient plane source method,简称TPS法)作为导热系数瞬态测量方法的一个重要分支具有测量时间短、精度高和范围广等优点,在实际应用中具有一定优势。基于TPS理论的薄板样品导热系数测量方法(简称TPS薄板法)作为TPS理论的一个重要组成部分,主要是针对导热系数大于10 W/(m·K)的薄板样品导热系数的测量。目前国内外关于该方法的研究十分有限,虽然国内已有基于TPS技术的热常数分析仪上市,但大都不适用于薄板样品导热系数的测量。基于此,本文设计了基于TPS薄板法导热系数测量模块,并针对TPS薄板法的边界热损失问题建立了一种边界热损失补偿模型,显著提高了TPS薄板法的测量精度。本论文完成的主要工作有:1、介绍了导热系数的基本知识和主要测量方法,阐述了国内外TPS法的发展现状和存在的问题,进而引出本课题的研究目的和内容。2、详细论述了TPS薄板法探头温升模型的推导过程,分析了造成TPS薄板法测量误差的主要来源,并从理论模型上加以修正。3、边界...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TPS2500S热常数分析仪
图 4-1 TPS 探头实物图实物图可以看出，为满足探头加热丝的同心的近似同心圆的双螺旋结构[39]，同时在加工能的小以满足假设条件（2），然后在双螺旋胺薄膜以使 TPS 探头能够适用于金属、液的机械强度。为满足条件（3），聚酰亚胺薄头能够灵敏的感知自身温度变化，本课题采为金属镍具有较高的电阻温度系数（TCR）稳定的 TCR 值，具有良好的温度感知效果理论[24]可知，为保证测量结果的可靠性，探 及加热时间t之间应满足如下关系：20.3 1.1ta
第4章 TPS 法导热系数测量系统的设计对输出电压的大小进行数字调控，具有输出电压稳定性好、电压优点。本设计以三端可调稳压器 LM317 和数字电位计 AD5293 现数字可调直流电压的输出。317 是一种可调的三端正电压稳压器，其电压输出范围很宽，最大为 37V，且能够输出最大超过 1.5A 的负载电流。该稳压器和线路电压调整率，当它的输入输出电压差在 3.0V~40V 之间时电压调整率为 0.01%，当输出电压 VO>5V 时，其负载调整率为 Re<5V时，其负载调整率 0.1%<Reg<0.8%，基本满足恒定电压输出317 的典型应用电路如图 4-3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]瞬态平面热源法测量材料导热系数[J]. 肖红俊,于帆,张欣欣. 北京科技大学学报. 2012(12)
[2]含水率对墙体材料及保温材料热阻的影响[J]. 段恺,张金花,任静,王志勇. 建筑技术. 2011(10)
[3]热流计校准装置测量控制系统的建立[J]. 杨家健,原遵东,韩蕊,王景辉,柏成玉,卢小丰. 电子测量与仪器学报. 2011(07)
[4]时间延迟对瞬态平面热源法测量热导率的影响[J]. 王强,戴景民,何小瓦. 吉林大学学报(工学版). 2011(03)
[5]基于Hot Disk方法测量热导率的影响因素[J]. 王强,戴景民,何小瓦. 天津大学学报. 2009(11)
[6]Hot disk探头热容对热导率测量的影响[J]. 王强,戴景民,何小瓦. 吉林大学学报(工学版). 2009(S1)
[7]瞬态平面热源法热物理性能测量准确度和适用范围的标定——常温下标准Pyroceram 9606材料热物理性能测量[J]. 何小瓦,黄丽萍. 宇航计测技术. 2006(04)
[8]热带法测量材料导热系数的实验研究[J]. 于帆,张欣欣. 计量学报. 2005(01)
硕士论文
[1]油脂导热系数的测定及其传热性能的研究[D]. 张玉珂.河南工业大学 2015
[2]基于Hot Disk的薄板材料导热系数测量方法的研究[D]. 翟德怀.华南理工大学 2015
[3]便携式原位浅层地温导热系数测试仪的研制及试验研究[D]. 殷仁朝.吉林大学 2015
[4]平面热源法对建筑保温材料热导率和热扩散率的测试研究[D]. 杨杰.中南大学 2014
[5]高精度防护热流计法导热系数测定仪的研究[D]. 聂潜超.天津大学 2013
[6]防护板法导热仪组合加热方式的数值模拟和试验研究[D]. 高鹤明.江苏大学 2008
[7]非稳态法测量不良导体导热系数的研究[D]. 李才对.昆明理工大学 2006
本文编号：2941233
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TPS2500S热常数分析仪
图 4-1 TPS 探头实物图实物图可以看出，为满足探头加热丝的同心的近似同心圆的双螺旋结构[39]，同时在加工能的小以满足假设条件（2），然后在双螺旋胺薄膜以使 TPS 探头能够适用于金属、液的机械强度。为满足条件（3），聚酰亚胺薄头能够灵敏的感知自身温度变化，本课题采为金属镍具有较高的电阻温度系数（TCR）稳定的 TCR 值，具有良好的温度感知效果理论[24]可知，为保证测量结果的可靠性，探 及加热时间t之间应满足如下关系：20.3 1.1ta
第4章 TPS 法导热系数测量系统的设计对输出电压的大小进行数字调控，具有输出电压稳定性好、电压优点。本设计以三端可调稳压器 LM317 和数字电位计 AD5293 现数字可调直流电压的输出。317 是一种可调的三端正电压稳压器，其电压输出范围很宽，最大为 37V，且能够输出最大超过 1.5A 的负载电流。该稳压器和线路电压调整率，当它的输入输出电压差在 3.0V~40V 之间时电压调整率为 0.01%，当输出电压 VO>5V 时，其负载调整率为 Re<5V时，其负载调整率 0.1%<Reg<0.8%，基本满足恒定电压输出317 的典型应用电路如图 4-3 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]瞬态平面热源法测量材料导热系数[J]. 肖红俊,于帆,张欣欣. 北京科技大学学报. 2012(12)
[2]含水率对墙体材料及保温材料热阻的影响[J]. 段恺,张金花,任静,王志勇. 建筑技术. 2011(10)
[3]热流计校准装置测量控制系统的建立[J]. 杨家健,原遵东,韩蕊,王景辉,柏成玉,卢小丰. 电子测量与仪器学报. 2011(07)
[4]时间延迟对瞬态平面热源法测量热导率的影响[J]. 王强,戴景民,何小瓦. 吉林大学学报(工学版). 2011(03)
[5]基于Hot Disk方法测量热导率的影响因素[J]. 王强,戴景民,何小瓦. 天津大学学报. 2009(11)
[6]Hot disk探头热容对热导率测量的影响[J]. 王强,戴景民,何小瓦. 吉林大学学报(工学版). 2009(S1)
[7]瞬态平面热源法热物理性能测量准确度和适用范围的标定——常温下标准Pyroceram 9606材料热物理性能测量[J]. 何小瓦,黄丽萍. 宇航计测技术. 2006(04)
[8]热带法测量材料导热系数的实验研究[J]. 于帆,张欣欣. 计量学报. 2005(01)
硕士论文
[1]油脂导热系数的测定及其传热性能的研究[D]. 张玉珂.河南工业大学 2015
[2]基于Hot Disk的薄板材料导热系数测量方法的研究[D]. 翟德怀.华南理工大学 2015
[3]便携式原位浅层地温导热系数测试仪的研制及试验研究[D]. 殷仁朝.吉林大学 2015
[4]平面热源法对建筑保温材料热导率和热扩散率的测试研究[D]. 杨杰.中南大学 2014
[5]高精度防护热流计法导热系数测定仪的研究[D]. 聂潜超.天津大学 2013
[6]防护板法导热仪组合加热方式的数值模拟和试验研究[D]. 高鹤明.江苏大学 2008
[7]非稳态法测量不良导体导热系数的研究[D]. 李才对.昆明理工大学 2006
本文编号：2941233
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