1、天津大學碩士學位論文高溫高溫防護熱板法防護熱板法導熱系數(shù)測定儀的研究導熱系數(shù)測定儀的研究StudyofHightemperatureThermalConductivityMeasuringInstrumentbasedontheGuardedHotPlateMethod學科專業(yè)：儀器科學與技術研究生：張云川指導教師：李艷寧教授天津大學精密儀器與光電子工程學院2014年12月中文中文摘要摘要作為衡量保溫材料性能的重要參數(shù)—導熱系數(shù)的精確測

2、量對于現(xiàn)代化生產(chǎn)具有重要現(xiàn)實意義。防護熱板法是國際上通用的標準測量方法，具有準確度高、重復性好、溫度范圍寬等優(yōu)點。而國內(nèi)的此類儀器只有能測量常溫附近的導熱系數(shù)，沒有測量高溫的導熱系數(shù)測定儀，隨著對高溫下保溫材料導熱性能的需求日益顯著，實驗室研制了第一代高溫導熱系數(shù)測定儀。第一代導熱系數(shù)測定儀雖然能夠測量高溫下的導熱系數(shù)，但是在機械結構、標定方法等方面還存在一些不足。因此研制第二代高溫防護熱板法導熱系數(shù)測定儀對于保溫材料的研制和生產(chǎn)具有重

3、要的意義。本課題在實驗室第一代防護熱板法導熱系數(shù)測定儀樣機的基礎上，對原有的機械結構結合有限元Ansys仿真進行了改進，如測溫孔的改進等；采用新的溫度測量控制方法，實現(xiàn)溫度的準確控制；并提出了高溫下的標定方法；通過對測量導熱系數(shù)的不確定度評定檢驗導熱系數(shù)測定儀的精度。本文完成的主要工作有：1.介紹了導熱系數(shù)的概念以及導熱系數(shù)的主要測量方法，并簡要說明了國內(nèi)外導熱系數(shù)測定儀的研究現(xiàn)狀以及國內(nèi)導熱系數(shù)測定儀和實驗室第一代樣機存在的問題，提出

4、了本課題研究的目的和內(nèi)容。2根據(jù)防護熱板法測量的基本原理，設計了導熱系數(shù)測定儀的機械結構。對設計的導熱系數(shù)測定儀主要機械結構做詳細探討，并使用Ansys仿真分析對關鍵機械結構進行改進，如測溫孔、電加熱絲等。3.設計了導熱系數(shù)測定儀的測量控制電路和軟件程序，包括控制系統(tǒng)的總體控制方案、傳感器的選型安裝、溫度控制測量電路以及儀器的程序設計。4.針對高溫，提出和建立了針對熱板功率損失的標定方法。5.總結導熱系數(shù)測量的誤差來源，通過對測量導熱系