[發明專利]一種界面接觸熱阻的高精度測試方法

有效

• 申請號: 201910237000.6
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109839406B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 張平;李強;宣益民;馬偉;陳孟君;黃勇;史波;楊道國
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京智信四方知識產權代理有限公司 11519
• 代理人: 黃健

1.一種界面接觸熱阻的高精度測試方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

第一步，將待測兩組試樣平行設置在加熱體和制冷塊之間；

第二步，開啟加熱體和制冷塊；

第三步，采用熱成像技術采集待測試樣界面上的溫度數據，得到溫度場圖像；

第四步，以待測試樣軸向方向和截面方向，對所述溫度場圖像進行圖像提取，提取后圖像需包括待測兩組試樣的接觸界面，其大小為n×m像素點，其中，n和m均不小于4，再以提取后圖像中y方向的像素點為縱坐標或橫坐標，以其對應的溫度值為相應坐標構建三條數據擬合曲線，得到待測兩組試樣的溫度梯度曲線和待測兩組試樣接觸界面間的溫度曲線，所述三條曲線具有兩個交點，設所述交點之間的差值為界面溫差ΔT_c，所述的y方向與待測兩組試樣的設置方向一致；

第五步，接觸熱阻R的計算：

式中，R為接觸熱阻，ΔT_c為界面溫差，q為待測試樣接觸界面處熱流量值；

其中，在待測兩組試樣與加熱體和/或制冷塊之間，加設1～2個熱流量計；

其中，對界面溫差的測量采用高分辨率的紅外熱像儀進行，采用高分辨率的制冷型熱像儀進行接觸界面溫度信息采集，加設顯微鏡頭后其調焦范圍為0～30cm,因測試區間需要真空處理，在真空腔體上對應位置開設一藍寶石視窗，熱像儀和藍寶石視窗經過原廠多溫度區間的溫度校準；為減小熱像儀與待測接觸界面的輻射熱損失，在多層熱防護屏上開設觀察孔，此觀察孔穿一導光筒，其內噴涂炭黑處理；在測試前，對測試材料對依次進行酒精、丙酮和異丙酮的超聲波清洗后，對測試材料對的表面噴涂炭黑高發射率的涂層以達到更高的紅外測溫精度；在材料表面貼裝已校準的熱電偶探頭，通過依次從低溫到高溫選取典型溫度點校準比對紅外相機測量溫度，從而確定發射率，再進行從常溫至2700℃的溫度再次校準，以保證界面接觸溫差的測試精度，為進一步更高精度的計算得到界面溫差和熱流量，對待測材料試樣進行360°周向旋轉的溫度數據采集。

2.如權利要求1所述的測試方法，其特征在于，第四步中，對提取后的圖像數據進行平均值處理。

3.如權利要求1或2所述的測試方法，其特征在于，第四步中，對提取后的待測兩組試樣x方向的圖像數據進行平均值處理，所述的x方向與y方向垂直。

4.如權利要求1或2所述的測試方法，其特征在于，第四步中，對提取后的待測兩組試樣x方向的每個像素點對應的溫度數據進行平均值處理，所述的x方向與y方向垂直。

5.如權利要求1所述的測試方法，其特征在于，第五步中，待測試樣接觸界面處熱流量值q的計算公式如下：

式中，k_r為待測試樣材料的導熱系數，為待測試樣的溫度梯度。

6.如權利要求5所述的測試方法，其特征在于，為待測試樣的溫度梯度曲線和待測試樣接觸界面間的溫度曲線的斜率。

7.如權利要求1所述的測試方法，所述的熱成像技術包括紅外成像測溫、光場成像測溫以及激光、光電子、信息和CCD成像測溫技術。