[發(fā)明專利]上下恒溫參數(shù)辨識(shí)法測(cè)熱界面材料性能

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210278771.8
• 申請(qǐng)日: 2012-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN102830134A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宣益民;張平;李強(qiáng);徐德好
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/20
• 分類號(hào): G01N25/20
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.上下恒溫參數(shù)辨識(shí)法測(cè)熱界面材料性能，其特征在于如下步驟：

第一步，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)材料熱流量計(jì)的準(zhǔn)備。

加工出兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)材料的熱流量計(jì)，將熱流量計(jì)豎直同軸夾裝在兩個(gè)加熱制冷套之間，在兩個(gè)加熱制冷套上設(shè)置有應(yīng)力加載裝置，所述的熱流量計(jì)上設(shè)置有溫度傳感器，溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，用于測(cè)試試樣的軸向溫度；

熱流量計(jì)上測(cè)試點(diǎn)之間的位置滿足如下關(guān)系：以兩個(gè)熱流量計(jì)軸向方向上的接觸界面截面位置為對(duì)稱面，兩個(gè)熱流量計(jì)上的測(cè)試點(diǎn)位置完全對(duì)稱，每個(gè)熱流量計(jì)上的相鄰兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)之間的軸向距離相等，每個(gè)熱流量計(jì)從下端面到上端面之間設(shè)置n個(gè)測(cè)試點(diǎn)，測(cè)試點(diǎn)之間的距離為dx；

第二步，兩熱流量計(jì)接觸界面之間放置熱界面材料，加載壓應(yīng)力，正向?qū)崃髁坑?jì)加熱：

對(duì)兩個(gè)熱流量計(jì)軸向的其中的一端加熱，另一端冷卻，試樣溫度達(dá)到穩(wěn)定后開始采集測(cè)試溫度；所述的測(cè)試溫度包括各熱流量計(jì)上n個(gè)測(cè)試點(diǎn)的測(cè)量溫度T_i，j，i=1，······n，n為熱流量計(jì)上測(cè)試點(diǎn)數(shù)目并按對(duì)稱面對(duì)稱，j=1，2分別表示兩不同的熱流量計(jì)；

第三步，測(cè)試點(diǎn)測(cè)量溫度的修正；

在做好充分的絕熱條件下，對(duì)熱流量計(jì)的兩端同時(shí)設(shè)定一個(gè)恒定溫度，試樣溫度達(dá)到穩(wěn)定后開始采集測(cè)試溫度；所述的測(cè)試溫度包括熱流量計(jì)上n個(gè)測(cè)試點(diǎn)的測(cè)量溫度i=1，······n，n為熱流量計(jì)上測(cè)試點(diǎn)數(shù)目；

對(duì)第二步中所采集的n個(gè)測(cè)試點(diǎn)的溫度測(cè)量范圍根據(jù)精度需要進(jìn)行上述的多恒定溫度點(diǎn)重復(fù)進(jìn)行熱流量計(jì)上n個(gè)測(cè)試點(diǎn)的測(cè)量溫度采集，并把熱流量計(jì)上各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的測(cè)量溫度與所設(shè)定的恒定溫度進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)分析，進(jìn)行線性擬合或多元擬合成相關(guān)函數(shù)；

第四步，接觸熱阻R的計(jì)算；

把第三步中相關(guān)函數(shù)對(duì)步驟二中采集的各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的測(cè)量溫度進(jìn)行求解，得到一修正溫度i=1，······n，n為熱流量計(jì)上測(cè)試點(diǎn)數(shù)目；

進(jìn)而在忽略熱流損失的情況下，可較高精度的計(jì)算得到熱流量計(jì)的接觸熱阻R；

第五步，熱界面材料厚度L測(cè)量，熱界面材料的當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算；

通過在兩熱流量計(jì)接觸界面位置布置的原位測(cè)量系統(tǒng)的參考點(diǎn)位置變化測(cè)得熱界面材料的厚度L，計(jì)算表觀接觸熱阻R_A為：R_A＝A×R，其中A為接觸面積，從而當(dāng)量有效導(dǎo)熱系數(shù)k_eff為：

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2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上下恒溫參數(shù)辨識(shí)法測(cè)熱界面材料性能，其特征在于：熱流量計(jì)為圓柱體或長方體。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上下恒溫參數(shù)辨識(shí)法測(cè)熱界面材料性能，其特征在于：在正反雙向測(cè)試時(shí)對(duì)接觸界面溫度T_s-1＇、T_s-1″和T_s-2＇、T_s-2″的計(jì)算也可采用最小平方法進(jìn)行線性擬合求解或反問題方法求解。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上下恒溫參數(shù)辨識(shí)法測(cè)熱界面材料性能，其特征在于：在兩個(gè)熱流量計(jì)的接觸界面位置裝有原位測(cè)量系統(tǒng)。