雙平板式導熱系數(shù)測定儀的研制.pdf

1、導熱系數(shù)表征著物質(zhì)導熱能力的大小,是衡量材料熱物理性質(zhì)的重要參數(shù)之一,對于材料的使用具有重要指導意義.導熱系數(shù)的測量方法以及儀器裝置也在不斷的發(fā)展和完善.其中,廣為采用的保護熱板法基于傅里葉一維穩(wěn)態(tài)導熱原理測量材料的導熱系數(shù),具有量程廣、無需在測試前進行系統(tǒng)標定等優(yōu)點.然而,現(xiàn)有基于保護熱板法測量材料導熱系數(shù)的儀器還存在著智能化程度不高、功能單一、測量精度有待于進一步提高等問題.因此該課題研制了一種新型雙平板式導熱系數(shù)測定儀,可以對建筑

2、材料為代表的隔熱材料進行熱阻、導熱系數(shù)的高精度測量.儀器由雙平板裝置(爐體)和智能測控系統(tǒng)兩部分組成,前者從結構上保證實現(xiàn)保護熱板法要求的一維穩(wěn)態(tài)導熱,后者主要實現(xiàn)以下功能:提供人機對話界面、信號采集與處理、過程控制、參數(shù)計算.智能測控系統(tǒng)的設計是該文論述的主要內(nèi)容,其中的測控模塊的設計對導熱系數(shù)的測量精度起關鍵作用,也是決定整機性能的關鍵,其工作包括:運用控制算法控制加熱器、制冷器,使系統(tǒng)快速、穩(wěn)定、準確地進入一維穩(wěn)態(tài)導熱,利用高精度

3、的測量電路進行溫度、功率信號的精確測量,計算得到精確的導熱系數(shù).該文從測量原理、總體設計、通用微處理器模塊設計、測控模塊設計、系統(tǒng)評估實驗幾方面對儀器的裝置結構、硬件電路、程序設計、控制算法等逐一進行了闡述,分析了現(xiàn)場調(diào)試中可能存在的問題.該論文工作的突出之處主要表現(xiàn)在三個方面.第一,高度智能化設計使儀器不但界面友好,而且在使用功能上有所擴展:不但可以測量特定溫度差和平均溫度下的導熱系數(shù),而且可以測量某一溫度范圍內(nèi)固定溫差下的多個算術平