[发明专利]稳态法导热系数测量实验系统及测量方法

权利要求书

1.一种稳态法导热系数测量实验系统，其特征是，包括：依次连接的待测装置、下位机 和上位机；

所述待测装置包括：自上而下同轴紧贴平行放置的发热盘、样品盘和散热盘，所述发热 盘通过加热控温模块控制加热；所述发热盘通过第一温度传感器与下位机连接，所述散热盘 通过第二温度传感器与下位机连接；

上位机通过发送控制指令，告知下位机对待测装置进行热平衡数据采集或者散热曲线数 据采集。

2.如权利要求1所述的一种稳态法导热系数测量实验系统，其特征是，

所述下位机与上位机之间通过串口进行通信，采用串口转USB电路，直接连接上位机电 脑的USB插孔。

3.如权利要求1所述的一种稳态法导热系数测量实验系统，其特征是，

所述加热控温模块包括：隔离变压器，所述隔离变压器的一端与220V交流电连接，所 述隔离变压器的另外一端与加热棒连接，所述变压器与加热棒连接线路上设有继电器，所述 继电器由PID控制器控制，PID控制器控制继电器来驱动加热棒对发热盘实现加热，所述PID 控制器还与加热棒连接，采集加热棒的温度，实现温度的控制。

4.如权利要求3所述的一种稳态法导热系数测量实验系统，其特征是，

所述隔离变压器将220V交流电转换为36V、24V两种不同的交变电压；用户根据不同 的加热需要进行选择。

5.如权利要求1所述的一种稳态法导热系数测量实验系统，其特征是，

所述上位机是人机交互系统，包括控制单元，所述控制单元分别与热平衡数据采集及平 衡判断模块、存储计算模块、散热曲线数据采集存储模块、发送控制指令模块和数据合成转 换模块连接，其中，所述热平衡数据采集及平衡判断模块还分别与热平衡数据坐标跟踪作图 模块和加热数据Excel导出模块连接；所述散热曲线数据采集存储模块还分别与散热曲线的 坐标跟踪作图曲线拟合模块和散热数据Excel导出模块连接。

6.如权利要求5所述的一种稳态法导热系数测量实验系统，其特征是，

控制指令发送模块和数据转换运算模块均与下位机连接；

所述热平衡数据采集及平衡判断模块，用于加热数据采集及平衡的判断；

所述存储计算模块，用于加热过程中存储达到平衡点后的温度数据的存储及平衡点的计 算、散热过程中平衡点散热速率的计算、最终导热系数的计算；

所述散热曲线数据采集存储模块，用于散热曲线的温度-时间数据采集存储；

所述发送控制指令模块，用于发送控制指令给下位机，指示下位机发送加热过程数据还 是散热过程数据；

所述数据合成运算模块，完成对下位机发送的低八位、高八位温度数据的合成运算；

所述热平衡数据坐标跟踪作图模块，用于加热过程的发热盘、散热盘温度-时间坐标跟踪 作图；

所述加热数据Excel导出模块，用于对加热过程的温度-时间坐标数据导入Excel中以进 行分析；

所述散热曲线坐标跟踪作图及曲线拟合模块，用于对散热过程的温度-时间坐标数据跟踪 作图；

所述散热数据Excel导出模块，用于对散热过程的温度-时间坐标数据导入Excel进行分 析。

7.如权利要求1所述的一种稳态法导热系数测量实验系统，其特征是，

所述下位机包括单片机，所述单片机分别与时钟电路、复位电路、蜂鸣报警电路、液晶 显示电路和串口转USB电路连接，单片机与液晶显示器连接，单片机通过串口转USB电路 直接与上位机连接。