【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种广泛适用于金属材料、复合材料、无机非金属材料及合成材料的热物性参数测量方法与系统，基于材料的热辐射特性，该技术为利用热加载作用于材料表面，依靠传热特性进行热物性参数测量的一种方法及测量系统。
技术介绍
1、材料的热物性参数是材料使用性能与质量保证的重要参数，它是材料本身固有的属性，热物性参数是衡量材料性能的重要指标。然而，影响材料热物性参数测量的因素较多，包括材料尺寸、距离、方法、操作方式等，导致材料热物性参数测量准确度不高、材料适应性差、操作复杂。尤其是随着技术发展，包括合金材料、新型符合材料层出不穷，常规热物性测量方法的缺点已经日益凸显。因此，解决上述问题，需要一种简便可靠的材料热物性参数测量方法和测量系统。
技术实现思路
1、本专利技术的针对常见材料热物性参数测量准确性不高的难题，提供一种基于传热特性的材料热物性参数测量方法。
2、本专利技术实现测量系统专利技术目的采用的技术方案是：
3、测量系统包括：计算机、信号发生器、功率放大器、激光热源、第一偏振片、聚光镜、第二偏振片、红外探测器，所述的信号发生器与红外探测器构成连接同步信号连接，所述的信号发生器经功率放大器与激光热源构成控制连接，所述的第一偏振片和聚光镜依次设置在激光热源发射端，所述的第二偏振片设置在红外探测器发射端。系统工作时：利用信号发生器产生激励信号，通过功率放大器放大信号驱动激光热源产生热激励，利用聚光镜与第一偏振片将热激励投射到试件表面，通过第二偏振片将试件表面的热传
4、本专利技术实现测量方法专利技术目的采用的技术方案是：
5、具体步骤如下：
6、步骤一：固定被测材料试件至指定位置；
7、步骤二：打开计算机、信号发生器、功率放大器、红外探测器及激光器等设备的电源；
8、步骤三：设置信号发生器输出信号，调整第一偏振片、聚光镜、第二偏振片的角度，其中第一偏振片、聚光镜对准被测材料试件，第二偏振片对准红外探测器镜头；
9、步骤四：利用计算机控制信号发生器开始工作，信号发生器产生激励信号的同时发送同步控制信号开启红外探测器记录数据至计算机。此时信号激励信号通过功率放大器放大并驱动激光热源产生光热信号，经过第一偏振片及聚光镜投射至被测试件表面；
10、步骤五：等待信号发生器信号发送完毕，同时发送同步控制信号结束红外探测器记录；
11、步骤六：利用计算机特征提取与分析计算获得材料热物性参数。步骤六：利用计算机1进行特征提取及分析计算获得材料热物性参数。设材料热扩散系数为a，受热激励前被检物温度均匀，其温度为t0，垂直热流密度恒定为q0；规定材料厚度为l，材料厚度方向为z，材料内任意处的温度用t(z,t)，其中t表示时间。令待求的热物性参数为热导率δ，根据热传导微分方程可得：
12、
13、其中，t>0，0<z<l；
14、步骤七：利用分离变量法求解(1)式得：
15、
16、其中，ρ为被检物的密度，c为被检物的比热容，τ＝π2为常数；
17、步骤八：由(2)式可推导温度随热激励时间变化的增量关系：
18、
19、步骤九：一般情况下，材料的热导率、密度、比热容为恒定或者变化很小，因此，随着时间增加，(3)式最后一项趋近于0，由此可得线性方程：
20、
21、步骤十：热激励面温度增量-时间数据符合线性关系可表示为：
22、(t(0,t)＝a+bt(5)
23、其中，a、b为通过最小二乘拟合得到的时间无关常数。
24、步骤十一：比较(4)、(5)两式可得到热导率为：
25、
26、本专利技术的优点在于：
27、(1)本专利技术材料适应性好，可实现多种类型材料的热物性参数测量；
28、(2)本专利技术采用非接触，在一定空间内对测量距离变化敏感度低，抗干扰能力强；
29、(3)本专利技术不受被测材料的尺寸大小限制，且利用材料的传热特性可实现无损测量。
30、下面结合附图对本专利技术进行详细描述。
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1.一种基于传热特性的材料热物性参数测量方法，其特征在于：该方法由以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述的一种基于传热特性的材料热物性参数测量方法使用的测量系统，其特征在于：测量系统包括：计算机(1)、信号发生器(2)、功率放大器(3)、激光热源(4)、第一偏振片(5)、聚光镜(6)、第二偏振片(9)、红外探测器(8)，所述的信号发生器(2)与红外探测器(8)构成连接同步信号连接，所述的信号发生器(2)经功率放大器(3)与激光热源(4)构成控制连接所述的第一偏振片(5)和聚光镜(6)依次设置在激光热源(4)发射端，所述的第二偏振片(9)设置在红外探测器(8)发射端。
【技术特征摘要】
1.一种基于传热特性的材料热物性参数测量方法，其特征在于：该方法由以下步骤实现：
2.根据权利要求1所述的一种基于传热特性的材料热物性参数测量方法使用的测量系统，其特征在于：测量系统包括：计算机(1)、信号发生器(2)、功率放大器(3)、激光热源(4)、第一偏振片(5)、聚光镜(...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟祥林，李景贺，刘锦辉，张凯强，徐衍峰，苑延华，
申请(专利权)人：黑龙江科技大学，
类型：发明
国别省市：
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