[發明專利]一種利用穩態對比測量不良導體導熱系數的方法

無效

• 申請號: 201110458137.8
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102539472A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 單寶蓉;金一帆;孫存英;喬衛平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

技術領域

本發明涉及一種測量導熱系數的方法，尤其是涉及一種利用穩態對比測量不良導體導熱系數的方法。

背景技術

不良導體材料是生產生活中應用廣泛的保溫隔熱材料，而導熱系數是表征不良導體導熱性能的特征物理量，工業上普遍采用穩態法測量不良導體的導熱系數。在大學物理實驗中，通常開設“閃光法測量不良導體導熱系數”以及“用穩態法測量不良導體導熱系”兩實驗。以穩態法的實驗裝置為基礎，利用對比法，即將待測樣品和標準樣品在同樣的環境下進行測量，在保證散熱盤散熱溫度相同因而散熱過程相同的條件下，當達到熱平衡時，讀取加熱盤及散熱盤的電動勢，直接根據傅里葉導熱方程，及標準樣品的導熱系數，而獲得待測樣品導熱系數。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構可靠、重復性好的利用穩態對比測量不良導體導熱系數的方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種利用穩態對比測量不良導體導熱系數的方法，以穩態法的實驗裝置為基礎，通過調節加熱源的電壓保證待測樣品及標樣的散熱盤的散熱溫度(電壓)相同，記下加熱盤和散熱盤的溫度(電壓)，根據傅里葉導熱方程，以及標準樣品的導熱系數直接獲得待測樣品的導熱系數。

該方法首先測量不良導體標準樣品的導熱系數，然后再將待測樣品的形狀、大小和厚度制成與不良導體標準樣品相同，然后檢測導熱穩定時待測樣品兩側的溫度，結合不良導體標準樣品的導熱系數得到該待測樣品的導熱系數。

測量不良導體標準樣品的導熱系數時，將樣品置于加熱盤與散熱盤之間，打開電燈作為恒定熱源，達到熱平衡時，利用傅里葉導熱方程檢測得到導熱系數，傅里葉導熱方程為：

ΔQΔt=λST1-T2h]]>

式中λ為不良導體標準樣品的導熱系數，S為不良導體標準樣品截面積，h為厚度，T₁與T₂分別為導熱穩定時不良導體標準樣品兩表面的溫度，ΔQ為在時間Δt內流過不良導體標準樣品的熱量。

所述的待測樣品的導熱系數為：

λB=T1M-T2MT1b-T2bλM]]>

式中λ_B為不良導體標準樣品的導熱系數，T_1b與T_2b分別為導熱穩定時不良導體標準樣品兩表面的溫度，λ_M為待測樣品的導熱系數，T_1M與T_2M分別為導熱穩定時待測樣品兩表面的溫度。

測試系統采用康銅熱電偶時，待測樣品的導熱系數為：