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专利号: 2020103481742
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种打孔法测试圆柱形样品导热系数的方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤S11、选取待测样品和A、B两个已知不同导热系数的基准样品,并将三者加工成直径和高度均相等的圆柱体;各所述圆柱体的高度均不小于8mm;

其中,所述待测样品的预期导热系数范围值已知;在两个所述基准样品中,其中一个基准样品的导热系数大于待测样品的导热系数,另一个小于待测样品的导热系数;

步骤S12、在各所述圆柱体的侧壁上均径向加工两个测温孔,两个所述测温孔上下间隔开设,测温孔孔间距均为6mm~80mm;各测温孔孔深均等于或小于所述圆柱体的半径;

步骤S13、将各所述圆柱体样品,分别采用平板稳态法导热系数测试仪,将两个热电偶分别插入对应的两个测温孔中,并由平板稳态法导热系数测试仪加热,分别测量并计算所述待测样品和A、B基准样品的导热系数测试值,分别为:λ、λA和λB;

步骤S14、采用线性插值的方法,由步骤S13中所述导热系数测试值,估算出所述待测样*品的真实导热系数λ;

*

λ =λB0+(λ‑λB)·(λA0‑λB0)/(λA‑λB)        (1);

其中:λA0为A基准样品的真实导热系数;λB0为B基准样品的真实导热系数。

2.一种标准图谱测试圆柱形样品导热系数的方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤S21、将一已知导热系数的基准材料,加工成直径相同、高度不同的多个圆柱体状;

各所述圆柱体的高度均选择不小于8mm;

步骤S22、在各所述圆柱体的侧壁上均径向加工两个测温孔,两个所述测温孔上下间隔设置,测温孔孔间距均为6mm~80mm;各测温孔孔深均等于或小于所述圆柱体的半径;

步骤S23、将各所述圆柱体样品,分别采用平板稳态法导热系数测试仪,将两个热电偶分别插入对应的两个测温孔中,并由平板稳态法导热系数测试仪加热,分别测量并计算对应的各所述圆柱体的导热系数测试值;

步骤S24、以各所述圆柱体的孔间距为横坐标、导热系数测试值为纵坐标绘出数据点图,拟合成一条光滑曲线,得该基准材料的导热系数测试值的标准曲线图;

步骤S25、选择不同的基准材料,分别重复步骤S21~步骤S24,得到该直径下的各基准材料的导热系数测试值的标准曲线图,将各所述基准材料的导热系数测试值的标准曲线图集合,得不同基准材料的导热系数测试值的标准图谱;

步骤S26、依次重复步骤S21~步骤S25,不同的是,每次重复时,步骤S21中选择不同的直径值;依次得到不同直径下基准材料的导热系数测试值的标准图谱;

步骤S27、取待测样品,所述待测样品的预期导热系数范围值已知,且位于对应直径下的标准图谱中的最大导热系数测试值和最小导热系数测试值间;

选择所述标准图谱中的相应的直径作为标准直径,将所述待测样品加工成标准直径的圆柱体状,重复步骤S22~步骤S23,测得所述待测样品的导热系数测试值λc;在所述标准图谱中,将所述待测样品的孔间距作为横坐标,导热系数测试值作为对应的纵坐标值,分别经过横纵坐标值做出各轴的垂线,两直线十字交叉得出交叉点,读取所述交叉点上下相邻的两条标准曲线对应的基准材料的导热系数测试值λ1和λ2,同时读取所述两条标准曲线对应孔间距为80mm的导热系数值λ3、λ4,根据公式(2)估算出待测样品的真实导热系数λ0,λ0=λ

4+(λc‑λ2)·(λ3‑λ4)/(λ1‑λ2)(2)。

3.根据权利要求1所述的一种打孔法测试圆柱形样品导热系数的方法或者权利要求2所述的一种标准图谱测试圆柱形样品导热系数的方法,其特征在于,测试辅助装置包括两端敞口的筒状绝热套(1),在所述绝热套(1)的侧壁上径向开设有两个热电偶插孔(2),两个所述热电偶插孔(2)上下间隔设置,且与所述测温孔的位置相对应;在所述绝热套(1)的两端均设置有一圆环状的隔热板(3),在各所述隔热板(3)的外侧均设置有与其紧密贴合的铜板(4),上部的所述铜板(4)用于加热,下部的所述铜板(4)用于散热。