瞬態(tài)平面熱源法熱常數(shù)分析儀的研制.pdf

1、熱常數(shù)（如導(dǎo)熱系數(shù)、熱擴(kuò)散系數(shù)等），特別是導(dǎo)熱系數(shù)是評估材料絕熱和導(dǎo)熱性能重要熱物性參數(shù)，關(guān)系到材料在很多領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。它的測量理論及測試技術(shù)已成為各國研究的熱點(diǎn)課題。平面熱源（Transient Plane Source）法是一種既可以測量導(dǎo)熱系數(shù)、也可以測量熱擴(kuò)散系數(shù)的瞬態(tài)熱常數(shù)測量方法，具有測試迅速、測量范圍寬、適用材料種類多等優(yōu)點(diǎn)。目前，國內(nèi)尚未研制出利用瞬態(tài)平面熱源法測量導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)的產(chǎn)品。因此，研制瞬態(tài)平面熱源法熱常

2、數(shù)分析儀有重大意義。
　　本課題旨在研制一臺(tái)可同時(shí)測量導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)的高精度瞬態(tài)平面熱源法熱常數(shù)分析儀。論文在“分析Hot disk探頭溫升理論模型”的基礎(chǔ)上，提出了一種基于冪函數(shù)的新模型；設(shè)計(jì)了算法擬合，并詳細(xì)分析了新模型的系統(tǒng)誤差。通過實(shí)驗(yàn)證明，儀器的測量準(zhǔn)確度和重復(fù)性均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　本文完成的主要工作有：
　　1、介紹了熱量傳遞和熱物性的基本知識以及導(dǎo)熱系數(shù)的主要測量方法，闡述了國內(nèi)外瞬態(tài)平面熱源法熱

3、常數(shù)分析儀的發(fā)展?fàn)顩r及應(yīng)用；敘述了瞬態(tài)平面熱源法的理論分析，Hot disk探頭溫升模型的推導(dǎo)和修正。
　　2、進(jìn)行了總體硬件設(shè)計(jì)，主要包括Hot disk探頭的設(shè)計(jì)加工、直流穩(wěn)壓源控制電路的設(shè)計(jì)。
　　3、利用冪函數(shù)對復(fù)雜的無量綱時(shí)間函數(shù)進(jìn)行擬合，提出一種基于冪函數(shù)的新模型，并詳細(xì)分析了新模型的系統(tǒng)誤差。
　　4、設(shè)計(jì)了軟件程序，編寫了儀器的主程序和子程序，并進(jìn)行了調(diào)試。
　　5、對儀器進(jìn)行了系統(tǒng)的標(biāo)定，包括探