石墨膜热导率测试中热像仪测温不确定度传递

发布时间：2021-11-12 01:12

　　导热石墨膜是多层薄膜复合材料,等效面向导热系数是表征其性能的关键参数。基于热流环路积分的无损测试方法依赖于热像仪测温,但目前对热像仪测温引起的不确定度传递缺乏深入研究。通过测温模型分析,提出热像仪增益系数标定和偏置系数非均匀性是主要不确定度来源,且二者均受时变特性影响。基于两个恒温辐射源对热像仪时变特性实验分析,认为增益系数均匀且稳定,而偏置系数时变且非均匀,为不确定度的主要来源。因此提出使用外部合作黑体在20 s内进行实时偏置系数校正的措施,校正后偏置系数非均匀性引入的影响降低至0.37%,增益系数标定结果相对标准差为0.99%。测温影响传递到导热系数测试的不确定度为1.03%。本文工作对其他定量热成像应用不确定度分析具借鉴意义。 

【文章来源】：激光与红外. 2020,50(09)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

测试系统结构

验证系统示意图如图2(a)所示。其中,观测对象A为表面喷涂黑体涂料的铜板,使其温度稳定于室温,并利用热电偶实时测量其温度以确保其温度波动小于0.1 ℃;观测对象B为中温精密黑体辐射源LUMA SENSER M310H,使之稳定在42 ℃。热像仪采集到的热图像如图2(b)所示。黑体辐射源B的温度稳定性指标为8 h内波动0.5 ℃,可近似视作恒定辐射源。同时,为减小黑体标靶非均匀性的影响,仅对视场中心局部区域S内数据进行分析。

通过一天内多组实验分析增益系数的时变特性,考查铜板A和黑体辐射源B的热像仪测温值相对实际温度的增益系数。如图3所示,15次测量标准差仅为0.015,与随机噪声水平相当,增益系数时变情况不剧烈,因此可以忽略该影响,而将其折合在随机噪声中考虑。3.2.2 增益系数的非均匀性

【参考文献】：
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博士论文
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本文编号：3489905