[发明专利]大温差热流计法导热仪测试中热面温度的修正方法

说明书

本发明涉及一种大温差热流计法导热仪测试中热面温度的修正方法，属于导热仪测试技术领域，解决了现有技术中由于热面温度不均性大导致的热导率测量精度较低的问题。方法步骤为：利用保护热板法导热仪对标准试样进行小温差条件下的测试，拟合得到表征标准试样温度与热导率之间函数关系的系数；利用大温差热流计法导热仪对标准试样进行大温差条件下的测试，得到试样热面中心计量区域内多个测温热电偶的权重系数；利用大温差热流计法对待测试样进行测试，基于权重系数修正待测试样热面中心计量区域内多个测温热电偶的温度测量值，得到修正后的热面温度。该方法能修正够热面温度，将修正后的热面温度用于热导率计算，能够有效提升热导率的精度。

技术领域

本发明涉及大温差热流计法导热仪测试技术领域，尤其涉及一种大温差热流计法导热仪测试中热面温度的修正方法。

背景技术

在大温差热流计法导热仪中，为了实现300mm×300mm截面尺寸的样品在100mm×100mm中心计量区域内的温度均匀性，样品上方的平板加热器采取了从中心到四周逐渐加密的宫形结构以补偿样品侧壁面的热损失。该措施虽然有效提高了中心计量区内的温度均匀性，但是无法完全实现均温，1000℃的高温试验表明该区域内的温度不均性在2％～3％之间。试验表明，试样热面内的温度不均性较大，而冷面的温度和热流密度的不均匀性较小。可见热面温度的不均匀性最为显著。如何对该不均匀性提供修正算法，以提高热导率的测量精度，目前尚缺少有效的算法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种大温差热流计法导热仪测试中热面温度的修正方法，用以解决现有技术中由于热面温度不均性大导致的热导率测量精度较低的问题。

本发明实施例提供了一种大温差热流计法导热仪测试中热面温度的修正方法，包括如下步骤：

步骤S1：利用保护热板法导热仪对标准试样进行小温差条件下的测试，拟合得到表征标准试样温度与热导率之间函数关系的系数；

步骤S2：利用大温差热流计法导热仪对标准试样进行大温差条件下的测试，基于获取的标准试样在不同热面中心点温度下通过标准样本厚度方向的热流密度、热面中心计量区域内多个测温热电偶的温度测量值、冷面中心计量区域多个测温热电偶的温度测量值以及所述系数，得到试样热面中心计量区域内多个测温热电偶的权重系数；

步骤S3：利用大温差热流计法对待测试样进行测试，基于所述权重系数修正所述待测试样热面中心计量区域内多个测温热电偶的温度测量值，得到修正后的热面温度。

在上述方案的基础上，本发明还做出了如下改进：

进一步，在所述步骤S1中，

所述标准试样温度与热导率之间函数关系为：

λ(T_i)＝a₀+a₁T_i+a₂T_i²+…+a_MT_i^M (1)

其中，T_i表示第i次测试时的标准试样温度，i＝1,2,3,…,P，P表示保护热板法导热仪的测试次数；λ(T_i)表示标准试样温度为T_i时的热导率，a₀、a₁、a₂、…、a_M为表征标准试样温度与热导率之间多项式型函数关系的M个系数，M≤P。

进一步，基于采集的P次标准试样温度和热导率及公式(1)，拟合得到所述系数a₀、a₁、a₂、…、a_M。

进一步，所述步骤S2包括：