[發(fā)明專利]導(dǎo)溫系數(shù)測(cè)量方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710072598.5
• 申請(qǐng)日: 2007-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN101126731A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴景民;辛春鎖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/18
• 分類號(hào): G01N27/18;G01N25/20;G01N25/18;G06F17/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王吉東

1.導(dǎo)溫系數(shù)測(cè)量方法，它所采用的測(cè)量裝置包括光電探測(cè)器(20)、測(cè)量電路(1)和數(shù)據(jù)采集模塊(2)，光電探測(cè)器(20)的測(cè)量信號(hào)輸出端與測(cè)量電路(1)的信號(hào)輸入端連接，所述測(cè)量電路(1)的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集模塊(2)的信號(hào)輸入端連接，所述測(cè)量電路(1)由前置放大電路(11)、差動(dòng)放大電路(12)、基準(zhǔn)電壓信號(hào)源(13)組成，前置放大電路(11)的信號(hào)輸入端為所述測(cè)量電路(1)的信號(hào)輸入端，所述前置放大電路(11)的信號(hào)輸出端與差動(dòng)放大電路(12)的一個(gè)信號(hào)輸入端連接，所述基準(zhǔn)電壓信號(hào)源(13)的基準(zhǔn)電壓信號(hào)輸出端和所述差動(dòng)放大電路(12)的另一個(gè)信號(hào)輸入端連接，所述差動(dòng)放大電路(12)的信號(hào)輸出端為所述測(cè)量電路(1)的信號(hào)輸出端；

其特征在于導(dǎo)溫系數(shù)的測(cè)量方法為：

步驟四一：調(diào)整基準(zhǔn)電壓信號(hào)源(13)的輸出電壓，使差動(dòng)放大電路(12)輸出信號(hào)為參考電壓V0，然后執(zhí)行步驟四二；

步驟四二：用激光源對(duì)被測(cè)試樣打激光，同時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊(2)開始連續(xù)采集并記錄差動(dòng)放大電路(12)輸出的差動(dòng)電壓信號(hào)，直到采集到的差動(dòng)電壓信號(hào)恢復(fù)到激光打樣之前的參考電壓V0，然后執(zhí)行步驟四三；

步驟四三：比較步驟四二獲得的多個(gè)差動(dòng)電壓信號(hào)，查找最大的差動(dòng)電壓信號(hào)V1，并求得半壓V0.5，所述半壓V0.5＝V0+(V1-V0)/2，然后根據(jù)數(shù)據(jù)采集模塊(2)的數(shù)據(jù)采集速度獲得采集到半壓V0.5的時(shí)間t0.5，然后執(zhí)行步驟四四；

步驟四四：根據(jù)步驟四三獲得的時(shí)間t0.5獲得被測(cè)試樣的導(dǎo)溫系數(shù)，測(cè)試結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)溫系數(shù)測(cè)量方法，其特征在于步驟四四中根據(jù)時(shí)間t0.5獲得被測(cè)試樣的導(dǎo)溫系數(shù)的方法為：

設(shè)試樣厚度為L的四周絕熱的圓片，片內(nèi)任意點(diǎn)x在開始時(shí)的溫度分布為T(x，0)，若試樣正面在瞬間吸收一脈沖熱量，則在任意時(shí)間t的溫度分布T(x，t)的計(jì)算表達(dá)式為：

T(x,t)=1L∫0LT(x,0)dx+2LΣn=1∞exp(-n2·π2·α·tL2)cosnπxL∫0LT(x,0)cosnπxLdx,]]>

式中T——過余溫度，即試樣溫度對(duì)于環(huán)境溫度的溫升；

當(dāng)試樣均勻吸收激光脈沖的瞬時(shí)t₀(t₀→0)，在試樣內(nèi)部距離正面(x＝0)極小距離g內(nèi)，任意點(diǎn)x的溫度分布為：

式中Q——被試樣吸收的激光脈沖的輻照強(qiáng)度(卡/厘米²)；

D——試樣的密度(克/厘米³)；

C——試樣的比熱(卡/克.度)；

對(duì)溫度分布T(x，t)的計(jì)算表達(dá)式進(jìn)行處理，得到試樣背面(x＝L)的溫度分布為：

T(L,t)=QD·C·L[1+2Σn=1∞(-1)n·exp(-n2·π2L2αt)],]]>

經(jīng)過推導(dǎo)得到導(dǎo)溫系數(shù)的表達(dá)式為：

α＝1.37L²/(π²t_0.5)＝0.138L²/t_0.5，

式中L——待測(cè)試樣厚度；

進(jìn)而得到導(dǎo)熱系數(shù)λ的計(jì)算公式為：

λ＝α·C·D。