[發明專利]墻體局部區域體積比熱容測定系統及方法

有效

• 申請號: 201310225349.0
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103323487A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 孫祥;鄭曉勢;程廣河;孟慶龍;張讓勇;韓路躍;郝風琦
• 申請（專利權）人: 山東省計算中心
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

1.一種墻體局部區域體積比熱容測定系統，包括單向發熱裝置（3）、數據采集控制裝置（4）以及用于溫度和熱流密度信息測量的多個內墻面測量節點（1）和多個外墻面測量節點（2），其特征在于：所述內墻面測量節點均勻設置于墻體（5）的內表面上，外墻面測量節點均勻設置于墻體的外表面上，且外墻面測量節點與內墻面測量節點的位置相對應；單向發熱裝置固定于墻體內表面的中央位置處，內墻面測量節點、外墻面測量節點的信號線以及單向發熱裝置的控制線均與數據采集控制裝置相連接。

2.根據權利要求1所述的墻體局部區域體積比熱容測定系統，其特征在于：所述內墻面測量節點（1）、外墻面測量節點（2）在墻面上呈規則分布，每個內墻面測量節點所占墻體（5）內表面的面積相等。

3.一種基于權利要求1所述的墻體局部區域體積比熱容測定系統的實現方法，其特征在于，包括以下步驟：

a).選定待測區域，在待測墻體區域上選取用于布設測量節點的待測區域；設墻體（5）的厚度為???????????????????????????????????????????????，待測區域的體積為；

b).劃分待測區域，將待測區域等體積地劃分為個小區域，則每個小區域的體積為，=1、2、3、……、，≥10；

c).布設內墻面測量節點，在劃分的每個小區域的內墻面上安放內墻面測量節點，以便實現對每個小區域內表面的溫度和熱流密度信息的測量；

d).布設外墻面測量節點，在每個小區域的外墻面上與內表面測量節點相對應的位置上安放外墻面測量節點，以實現對每個小區域外表面的溫度和熱量密度信息的測量；

e).安放單向發熱裝置，在待測區域內墻面的中心位置上安放單向發熱裝置（3），以實現對待測區域的加熱；

f).對待測區域進行加熱，在數據采集控制裝置（4）的控制作用下，利用單向發熱裝置對墻體的待測區域進行加熱；

g).數據采集，數據采集控制裝置通過內墻面測量節點和外墻面測量節點，以時間為周期，采集時間段內每個小區域內外墻面的溫度、熱流密度，設時間段內采集數據的次數為，=/；在數據采集的過程中，數據采集控制裝置采集次數據后，控制單向發熱裝置加熱，當數據采集次數達到次后停止加熱，其中50≤＜＜；

h).求取小區域體積比熱容，次數據采集中，第個小區域第次采集的內墻面的熱流密度和溫度分別為、，采集的外墻面的熱流密度和溫度分別為、，0≤≤，0≤≤；

?????（1）

?????（2）

?????（3）

首先利用公式（1）、（2）分別計算出第個小區域的平均熱流密度差和平均溫度差，再利用公式（3）計算出第個小區域的體積比熱容；

i).求取待測區域的體積比熱容，根據公式（4）計算出墻體待測區域的體積比熱容；

?????（4）

其中，為第個小區域的權重系數，0.8≤≤1.2。

4.根據權利要求3所述的墻體局部區域體積比熱容測定系統的實現方法，其特征在于：步驟f)中數據采集控制裝置（4）根據加熱電壓控制曲線控制單向發熱裝置（3）進行發熱，步驟i)中的確定包括以下步驟：

i-1).計算發熱量，數據采集控制裝置（4）根據加熱電壓控制曲線計算出發熱曲線，以便獲取單向發熱裝置的發熱量；同時單向加熱裝置還采集加熱時間、加熱電流和加熱電壓信息，并計算每個數據采集周期內的加熱量；

i-2).計算溫度梯度，根據步驟g)中采集的溫度數據，計算出內墻面和外墻面的溫度梯度；

i-3).求取導熱散發熱量曲線，根據步驟g)中采集的熱流密度數據，計算出內墻面和外墻面的導熱散發熱量曲線；

i-4).權重系數確定，對于處于溫度梯度越大和導熱散發熱量曲線數值越大的小區域，其權重系數也越大，反之愈小。