修正型平面热源法导热系数测定仪的设计.pdfVIP

84 传感器与微系统 (TransducerandMicrosystemTechnologies) 2012年 第31卷 第 7期 修正型平面热源法导热系数测定仪的设计 张立雄，李艳宁，聂潜超，陈 治，DanteJDorantesg‘onzalez，汪 瞒 (天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072) 摘 要：在传统的瞬态平面热源法导热系数测定仪的基础上，改进设计了新型加热与温度测量探头，研究 了半无限大平面在被加热时的瞬态热传导问题，建立了平面热源法的数学修正模型，并采用数学迭代与回 归分析的数据处理方法，实现了采用修正型平面热源法的导热仪对材料吸热系数和导热系数的同时测定。 测试实验数据表明：仪器测量精度可达5％，测量范围为0．003~40W／(m ·K)，并且可以对单试件等不具 备传统瞬态平面源法测定条件的材料进行测定和试件的在线测定。 关键词：传感器；平面热源；导热系数；吸热系数 ；单试件；在线测量 中图分类号：TP216 文献标识码：A 文章编号：1000-9787(2012)07--0084-04 Designofmodified transientplanesourcefor thermalconductivityinstrument ZHANGLi-xiong，LIYan-ning，NIEQian—chao，CHENZhi，DanteJDorantes。gonzalez，WANGYan (StateKeyLaboratoryofPrecisionmeasuringTechnologyandInstrumentsTianjinUniversity， Tianjin300072，China) Abstract：Onthebasisoftraditionaltheoryandinstrumentoftransientplanesourceforthermalconductivity measurement，anew patternofheatingandtemperaturesensingprobearedesignedanddeveloped，problem of transientheatconductionofhalf-infiniteplanewhilebeingheatedisstudied，amodifiedmathematicalmodelof transientplanesourcemethod isestablished，dataprocessingmethodofmathematicaliteration andregression analysisisusedandthemodifiedtransientplanesourceprobeisusedtoachievethemeasurementofboththermal effusivityandthemr alconductivitycoefficientofmateria1．Accordingtothedataofexperiments，theinstrument whichthispaperdesignedhasahighprecisionof5％ andawiderangeof0．003-40W／(m ·K)，andachieves themeasurementofsinglesamplewhichcannotbetestedbytraditionaltransientplanesourcemethodandalsoin— situ measurement． Keywords： sensor；transientplane source；themr al conductivity；themr aleffusivity；singlesample；in—situ m easurem ent 0 引 言