[發明專利]一種基于微納光纖的柔性熱導檢測裝置和方法

有效

• 申請號: 202010835525.2
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111999341B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 董浩;張磊;唐瑤;付翔
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01K11/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

1.一種基于微納光纖的柔性熱導檢測裝置，其特征在于，包括熱導傳感器（1）、光源（2）和控制器（3）；所述熱導傳感器（1）包括柔性導熱封裝物（11）、微納光纖（12）和柔性加熱器（13），柔性加熱器（13）包括柔性導熱薄膜（131）和鍍于柔性導熱薄膜上的導電涂層（132），柔性導熱封裝物（11）內封裝有所述微納光纖（12）的腰區（122）和所述柔性加熱器（13），柔性導熱封裝物（11）的折射率小于微納光纖（12）的纖芯的折射率；所述控制器（3）包括中央處理器、光信號檢測模塊和溫控模塊，微納光纖（12）的一端的未拉伸區（121）與光源（2）的輸出端連接、另一端的未拉伸區（123）與光信號檢測模塊連接，中央處理器分別與光信號檢測模塊、溫控模塊連接，溫控模塊與所述導電涂層（132）電連接；中央處理器能夠將來自光信號檢測模塊的光信號轉換成溫度值并將該溫度值與預設的目標溫度比較，然后將比較結果轉化成溫度控制信息并傳遞給溫控模塊，溫控模塊能夠根據所接收的溫度控制信息調節導電涂層（132）的溫度，以使中央處理器所轉換得到的溫度值恒定在預設的目標溫度；在中央處理器所轉換得到的溫度值恒定在預設的目標溫度的狀態下，當柔性導熱封裝物（11）與待測物體貼合時，中央處理器能夠指令溫控模塊停止工作，并且待其所轉換的溫度值降至閾值時計算自溫控模塊停止工作至溫度值降至閾值所需的時間，并將該時間代入到使用標準樣品標定法測得的熱導系數與降溫時間的關系式中，得到待測物體的熱導系數，所述閾值小于所述目標溫度且大于待測物體的溫度。

2.根據權利要求1所述的基于微納光纖的柔性熱導檢測裝置，其特征在于：所述柔性導熱封裝物（11）內還封裝有所述微納光纖（12）的過渡區。

3.根據權利要求2所述的基于微納光纖的柔性熱導檢測裝置，其特征在于：所述柔性導熱封裝物（11）內還封裝有所述微納光纖（12）的未拉伸區。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的基于微納光纖的柔性熱導檢測裝置，其特征在于：所述柔性導熱封裝物（11）的熱光系數大于等于1×10^-5?RIU/°C。

5.一種利用權利要求1至3中任一項所述的裝置檢測物體熱導性能的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：中央處理器預設目標溫度并存儲，所述目標溫度高于待測物體的溫度；

步驟二：中央處理器將來自光信號檢測模塊的光信號轉換成溫度值并將該溫度值與預設的目標溫度比較，然后將比較結果轉化成溫度控制信息并傳遞給溫控模塊，溫控模塊根據所接收的溫度控制信息調節導電涂層的溫度，以使中央處理器所轉換得到的溫度值恒定在預設的目標溫度；

步驟三：在中央處理器所轉換得到的溫度值恒定在預設的目標溫度的狀態下，將柔性導熱封裝物貼合于待測物體上，中央處理器指令溫控模塊停止工作；

步驟四：待中央處理器所轉換得到的溫度值降至閾值時，中央處理器計算自溫控模塊停止工作至溫度值降至閾值所需的時間；將該時間代入到使用標準樣品標定法測得的熱導系數與降溫時間的關系式中，得到待測物體的熱導系數；所述閾值小于所述目標溫度且大于待測物體的溫度。