真空绝热板内压检测设备的研发

发布时间：2017-04-14 18:05

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【摘要】：真空绝热板(VIP:Vacuum Insulation Panel)是一种A1级不燃超高效绝热材料,导热系数可以达到1~3 m W/(m·K),相同尺寸时,其热阻相当于普通绝热材料的20倍甚至更大。VIP基于真空绝热原理,内压强越低绝热性能越好。将烘干的多孔性芯材装入具有高抗气体渗透性的膜材中,抽真空然后在真空状态下进行热封,使VIP内部与外部环境隔绝,就形成了完整的一片VIP。VIP广泛应用于冰箱、冰柜、冷藏箱、冷库、建筑墙体保温、舰艇、船舶、汽车、电热水器等领域。由于VIP机械物理性能不佳、结构特殊,必须要用无损的检测方法对其进行全检。现有的检测手段效率低下,随着各领域对VIP的需求越来越大,VIP的质检跟不上生产的矛盾日益凸显。本课题研发了一种检测一片VIP仅需8~12s的真空绝热板内压测量仪原型机。其测试效率是现有检测方法的10倍甚至更多,实测范围误差为12.42%,不对VIP造成任何物理和性能上的损害,测试效率满足并且超出了生产的需求,有一定实际意义。该测量仪基于逆真空法原理,通过在VIP外部制造与VIP内部相等或者更小的压强,使VIP的膜材和芯材发生分离,找出激光测距仪和真空计采集的数据中Distance曲线的拐点,得到VIP的内部压强。本课题完成了测量仪机械、电气、软件设计和制作,选用了相应的激光测距仪、电磁阀、真空机、真空计和条形码打印机等配件,安装调试,形成一台自动化设备。利用真空绝热板内压测量仪和NETZSCH HFM436热流导热系数仪分别测量气相二氧化硅芯材VIP的内压强和导热系数,建立两者的联系,拟合出函数关系,得出气相二氧化硅芯材VIP的理论最低导热系数为4.2622 m W/(m·K)。
【关键词】：真空绝热板 导热系数 内压强 逆真空法 拐点 气相二氧化硅芯材
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB302
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 引言10-14
• 1.2 VIP检测的难度14-15
• 1.3 VIP检测研究现状15-24
• 1.3.1 检测理论15-16
• 1.3.2 VIP检测综述16-24
• 1.4 选题依据和内容24-26
• 第二章 测量仪的简介及工作原理26-39
• 2.1 仪器简介26
• 2.2 逆真空法原理26-29
• 2.3 开发流程29-30
• 2.4 技术参数30-31
• 2.5 操作流程31-32
• 2.6 配件选用32-39
• 2.6.1 激光测距仪原理及选用32-35
• 2.6.2 SMC电磁阀原理及选用35-36
• 2.6.3 热偶规与真空计原理及选用36-37
• 2.6.4 真空机的选用37
• 2.6.5 条形码打印机的选用37-39
• 第三章 测量仪的硬件软件设计39-51
• 3.1 机械设计39-46
• 3.1.1 机械框架39-41
• 3.1.2 传动机构41-43
• 3.1.3 吸盘结构43-45
• 3.1.4 密封处理45-46
• 3.2 软件设计46-47
• 3.3 电气设计47-51
• 3.3.1 单片机47-49
• 3.3.2 流程控制49-51
• 第四章 测量数据曲线处理51-63
• 4.1 曲线分析51-61
• 4.1.1 不锈钢板测试曲线51-52
• 4.1.2 气相二氧化硅VIP曲线52-56
• 4.1.3 玻璃纤维VIP曲线56-60
• 4.1.4 测试曲线综合分析60-61
• 4.2 曲线处理61-63
• 第五章 目标测试与结果分析63-67
• 5.1 测量仪精度63-64
• 5.2 误差来源64-65
• 5.3 气相二氧化硅VIP实验65-67
• 第六章 结论与展望67-69
• 6.1 研究结论67
• 6.2 改进方向67-68
• 6.3 研究展望68-69
• 参考文献69-74
• 致谢74-75
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文75-76
• 附件 1：双串.数据读取软件原始代码76-83
• 附件 2：单片机与上位机的通讯协议83

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本文编号：306528