[發(fā)明專利]一種儲能材料電導(dǎo)率的非接觸式檢測方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010428714.8
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111458566A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊延菊;程春磊;楊文耀;張曉宇;李杰
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶文理學(xué)院
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01N29/14
• 代理公司: 重慶航圖知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50247
• 代理人: 王貴君

1.一種儲能材料電導(dǎo)率的非接觸式檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

通過脈沖磁場激勵待測儲能材料，獲取待檢測儲能材料的熱聲信號；

利用時間反演法獲得待測材料熱函數(shù)的空間吸收系數(shù)，得到待測材料的熱函數(shù)；

利用得到的熱函數(shù)計算獲取待測儲能材料內(nèi)的電場強(qiáng)度；

利用最小二乘迭代尋優(yōu)法獲取待測儲能材料的電導(dǎo)率。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述熱聲信號通過超聲換能器接收，并對熱聲信號進(jìn)行信號預(yù)處理。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述熱函數(shù)的空間吸收系數(shù)是按照以下公式進(jìn)行計算獲得的：

式中，

∑是超聲換能器所處的曲面，

是超聲換能器在檢測點r處接收到的聲波信號，

n是檢測面上r的單位矢量，

v_s表示聲波的傳播速度，

β表示所檢測儲能材料的體積膨脹系數(shù)，

c_p表示所檢測儲能材料的比熱容，

r表示位置向量，即超聲換能器所處的位置，

r′表示所檢測儲能材料的位置向量，

p(r，t)表示位置向量r在時刻t的聲壓。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述待測儲能材料內(nèi)的電場強(qiáng)度是按照以下公式進(jìn)行計算獲得的：

Q(r′)＝σ|E(r′)|²；

其中，

σ是待測材料內(nèi)的電導(dǎo)率，

Q(r′)是待測材料內(nèi)的熱函數(shù)空間吸收系數(shù)，

E(r′)是待測材料內(nèi)電場強(qiáng)度的空間分布，

A₁(r′)為脈沖激勵源在真空中產(chǎn)生的一次磁矢位的空間分量，

φ是標(biāo)量電位的控制分量，

表示φ的梯度。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述電導(dǎo)率是按照以下公式進(jìn)行計算獲得的：

其中，H(σ)表示采用最小二乘法尋求最優(yōu)解，所建立的目標(biāo)函數(shù)。

6.一種儲能材料電導(dǎo)率的非接觸式檢測系統(tǒng)，其特征在于：包括脈沖磁場激勵模塊、信號檢測模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；

所述脈沖磁場激勵模塊向待測儲能材料發(fā)送激勵信號，以適于待檢測儲能材料發(fā)出熱聲信號；

所述信號檢測模塊設(shè)置于待檢測儲能材料周圍，用于獲取待檢測儲能材料的熱聲信號；

所述信號檢測模塊將熱聲信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊中；

所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)熱聲信號計算得到待測儲能材料的電導(dǎo)率。

7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理模塊得到電導(dǎo)率具體按照以下步驟來實現(xiàn)：

首先利用時間反演法獲得待測材料熱函數(shù)的空間吸收系數(shù)，得到待測材料的熱函數(shù)；

然后利用得到的熱函數(shù)計算獲取待測儲能材料內(nèi)的電場強(qiáng)度；

最后利用最小二乘迭代尋優(yōu)法獲取待測儲能材料的電導(dǎo)率。

8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述脈沖磁場激勵模塊包括高壓窄脈沖激勵系統(tǒng)和線圈；

所述高壓窄脈沖激勵系統(tǒng)；用于產(chǎn)生脈沖電流以驅(qū)動線圈，輸出端連接線圈；

所述線圈；所述高壓窄脈沖激勵系統(tǒng)激勵線圈以產(chǎn)生脈沖磁場，置于待檢測儲能材料的上方。

9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述信號檢測模塊包括超聲換能器、信號預(yù)處理器和信號采集器；

所述超聲換能器；用于檢測熱聲信號，置于待檢測儲能材料的周圍；

所述信號預(yù)處理器；用于對熱聲信號進(jìn)行濾波處理和放大處理；

所述信號采集器；用于采集熱聲信號，置于信號預(yù)處理器的輸出。

10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于：所述信號檢測模塊和待測儲能材料之間通過純凈水或者絕緣油作為超聲耦合劑來傳播熱聲信號。