[发明专利]一种瞬态法隔热材料热导率测试装置

权利要求书

1.一种瞬态法隔热材料热导率测试装置，其特征在于，包括由上至下依次设置的上冷水板、上加热组件、下加热组件、下冷水板，以及加热及测量控制单元；其中，所述上加热组件和下加热组件之间用于设置待测试样；

所述加热及测量控制单元，用于在试样上、下表面温度均稳定于温度设定值后，基于温控信号表示的温度与实时采集的试样上表面温度之间的差值控制加热所述上加热组件、基于所述下加热组件的补偿温度控制加热所述下加热组件，并基于实时采集的所述试样上、下表面的温度，获得所述试样的热导率；

基于所述温控信号，控制试样上表面由温度设定值线性升温至温度测试设定值并保温设定时间；

基于所述补偿温度控制加热所述下加热组件，包括：

实时获取在控制试样上表面升温并保温过程中所述补偿温度与所述试样下表面温度的温度和；

基于所述温度和与实时采集的所述下加热组件的内部温度之间的差值控制加热所述下加热组件。

2.根据权利要求1所述的瞬态法隔热材料热导率测试装置，其特征在于，还包括第一测温热电偶、第二测温热电偶、第三测温热电偶；

在所述上冷水板、所述上加热组件的中心点处沿厚度方向设有第一通孔，所述第一通孔延伸至所述试样的上表面，所述第一测温热电偶的端头穿过所述第一通孔与所述试样的上表面接触，用于得到所述试样上表面的温度；

在所述下冷水板、所述下加热组件的中心点处沿厚度方向设有第二通孔，所述第二通孔延伸至所述试样的下表面，所述第二测温热电偶的端头穿过所述第二通孔与所述试样的下表面接触，用于得到所述试样下表面的温度；

所述第三测温热电偶的端头穿过所述第二通孔与所述下加热组件的内部接触，用于得到所述下加热组件内部温度；

将所述试样上、下表面温度均稳定于温度设定值时采集的所述试样下表面与所述下加热组件内部温度的差值作为所述补偿温度。

3.根据权利要求2所述的瞬态法隔热材料热导率测试装置，其特征在于，

所述上加热组件沿远离试样上表面的方向依次包括：用于与所述试样上表面贴合的上均热板、上加热板、耐火砖；

所述下加热组件沿远离试样下表面的方向依次包括：用于与所述试样下表面贴合的下均热板、下加热板、耐火砖；

所述第三测温热电偶的端头穿过所述第二通孔与所述下均热板的内部接触；

利用所述加热及测量控制单元加热所述上加热板和下加热板。

4.根据权利要求3所述的瞬态法隔热材料热导率测试装置，其特征在于，

所述上加热板和下加热板均由钨钼合金平板加工而成，且中心点处均为中空。

5.根据权利要求4所述的瞬态法隔热材料热导率测试装置，其特征在于，

所述上均热板和下均热板均包括由氮化硼陶瓷、钼合金板构成的两层结构，其中，所述上均热板和下均热板的钼合金板分别与试样的上、下表面贴合。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的瞬态法隔热材料热导率测试装置，其特征在于，

所述第一测温热电偶为陶瓷铠装B型偶；

所述第二测温热电偶和所述第三测温热电偶均为B型细丝热电偶。

7.根据权利要求6所述的瞬态法隔热材料热导率测试装置，其特征在于，

所述第二测温热电偶和所述第三测温热电偶中所用的引线均分别用陶瓷管穿起。

8.根据权利要求1所述的瞬态法隔热材料热导率测试装置，其特征在于，所述上加热组件、上冷水板、下加热组件和下冷水板外部的四周包裹热防护层。

9.根据权利要求1所述的瞬态法隔热材料热导率测试装置，其特征在于，执行以下操作获得所述试样的热导率：

基于实时采集的所述试样上表面的温度及公式(1)，得到每一采样时刻的试样下表面的理论温度；

其中，x＝L；L为所述试样的厚度，f(τ)为第τ时刻采集的所述试样上表面的温度；α表示所述试样的热扩散系数；

基于每一采样时刻的所述试样下表面的温度理论值与实时采集的温度值，获得所述试样的热扩散系数α；

基于所述试样的热扩散系数α和公式(2)，获取所述试样的热导率λ：

λ＝αρC_p (2)

其中，ρ为所述试样的密度；C_p为所述试样的比热容。