高溫防護(hù)熱板法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的研究.pdf

1、天津大學(xué)碩士學(xué)位論文高溫高溫防護(hù)熱板法防護(hù)熱板法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的研究導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的研究StudyofHightemperatureThermalConductivityMeasuringInstrumentbasedontheGuardedHotPlateMethod學(xué)科專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù)研究生：張?jiān)拼ㄖ笇?dǎo)教師：李艷寧教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院2014年12月中文中文摘要摘要作為衡量保溫材料性能的重要參數(shù)—導(dǎo)熱系數(shù)的精確測(cè)

2、量對(duì)于現(xiàn)代化生產(chǎn)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。防護(hù)熱板法是國(guó)際上通用的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法，具有準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。而國(guó)內(nèi)的此類儀器只有能測(cè)量常溫附近的導(dǎo)熱系數(shù)，沒(méi)有測(cè)量高溫的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀，隨著對(duì)高溫下保溫材料導(dǎo)熱性能的需求日益顯著，實(shí)驗(yàn)室研制了第一代高溫導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀。第一代導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀雖然能夠測(cè)量高溫下的導(dǎo)熱系數(shù)，但是在機(jī)械結(jié)構(gòu)、標(biāo)定方法等方面還存在一些不足。因此研制第二代高溫防護(hù)熱板法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀對(duì)于保溫材料的研制和生產(chǎn)具有重

3、要的意義。本課題在實(shí)驗(yàn)室第一代防護(hù)熱板法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀樣機(jī)的基礎(chǔ)上，對(duì)原有的機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)合有限元Ansys仿真進(jìn)行了改進(jìn)，如測(cè)溫孔的改進(jìn)等；采用新的溫度測(cè)量控制方法，實(shí)現(xiàn)溫度的準(zhǔn)確控制；并提出了高溫下的標(biāo)定方法；通過(guò)對(duì)測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)的不確定度評(píng)定檢驗(yàn)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的精度。本文完成的主要工作有：1.介紹了導(dǎo)熱系數(shù)的概念以及導(dǎo)熱系數(shù)的主要測(cè)量方法，并簡(jiǎn)要說(shuō)明了國(guó)內(nèi)外導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的研究現(xiàn)狀以及國(guó)內(nèi)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀和實(shí)驗(yàn)室第一代樣機(jī)存在的問(wèn)題，提出

4、了本課題研究的目的和內(nèi)容。2根據(jù)防護(hù)熱板法測(cè)量的基本原理，設(shè)計(jì)了導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)。對(duì)設(shè)計(jì)的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀主要機(jī)械結(jié)構(gòu)做詳細(xì)探討，并使用Ansys仿真分析對(duì)關(guān)鍵機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，如測(cè)溫孔、電加熱絲等。3.設(shè)計(jì)了導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀的測(cè)量控制電路和軟件程序，包括控制系統(tǒng)的總體控制方案、傳感器的選型安裝、溫度控制測(cè)量電路以及儀器的程序設(shè)計(jì)。4.針對(duì)高溫，提出和建立了針對(duì)熱板功率損失的標(biāo)定方法。5.總結(jié)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量的誤差來(lái)源，通過(guò)對(duì)測(cè)量導(dǎo)熱系