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专利摘要

本发明属于导热性能测量技术领域，具体涉及一种用于检测包含粘贴层的复合材料导热性能的系统及方法。该系统包括保温层、热源、第一金属材料、第二金属材料、温度传感器和处理器。本发明通过施加热源，使产生的热量依次经过任一金属材料、待测的包含粘贴层的复合材料、另一金属材料进行传导，且依据第一金属材料和第二金属材料内部热量的线性传导特性以及热学经典理论可计算得到包含粘贴层的复合材料的导热系数。本发明计算得到的包含粘贴层的复合材料导热系数为结合其粘贴情况的导热系数。而且，在热源、第一金属材料、包含粘贴层的复合材料和第二金属材料的外围设置有保温层防止热量散失，使得导热系数的测量更加准确。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN201911276287.X
申请日期:
2019-12-12
专利申请人:
河南科技大学
分类号:
G01N25/20 ; G01N25/18
发明/设计人:
刘建，路菲，傅丽华，李佳伦，杜三明，上官宝，张永振
权利要求: 1.一种用于检测包含粘贴层的复合材料导热性能的检测系统，其特征在于，包括保温层、热源、第一金属材料、第二金属材料、温度传感器和处理器；待测的包含粘贴层的复合材料包括两个接触面，分别为第一接触面和第二接触面，第一接触面与第一金属材料接触设置，第二接触面为粘贴面，与第二金属材料粘贴设置；所述热源设置在任一金属材料远离复合材料的一端；所述温度传感器用于检测第一金属材料和第二金属材料上设置的各个测温点的温度，所述第一金属材料上设置有至少两个不在同一高度的测温点，所述第二金属材料上设置有至少两个不在同一高度的测温点；其中，高度为测温点与热源之间的最短距离；所述保温层设置在热源、第一金属材料、包含粘贴层的复合材料和第二金属材料的外围，用于保证热源产生的热量沿着所述任一金属材料、包含粘贴层的复合材料、另一金属材料的方向进行传导；所述处理器采样连接所述温度传感器，用于根据温度传感器检测的各个测温点的温度以及各个测温点的位置，计算得到包含粘贴层的复合材料的导热系数。2.根据权利要求1所述的用于检测包含粘贴层的复合材料导热性能的检测系统，其特征在于，所述保温层为包含有一个开口的保温壳，所述热源、第一金属材料、包含粘贴层的复合材料和第二金属材料均设置在保温壳内，且热源设置在远离开口的位置。3.根据权利要求1所述的用于检测包含粘贴层的复合材料导热性能的检测系统，其特征在于，各个测温点位于一条直线上。4.根据权利要求1所述的用于检测包含粘贴层的复合材料导热性能的检测系统，其特征在于，所述温度传感器为热电偶。5.根据权利要求1所述的用于检测包含粘贴层的复合材料导热性能的检测系统，其特征在于，所述第二金属材料与所述第一金属材料的材质相同或不同。6.根据权利要求1～5任一项所述的用于检测包含粘贴层的复合材料导热性能的检测系统，其特征在于，所述保温层为石棉材料或硅橡胶材料。7.一种检测包含粘贴层的复合材料导热性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：在待测的包含粘贴层的复合材料的第一接触面接触设置第一金属材料，第二接触面粘贴设置第二金属材料，第二接触面为设置有粘贴层的接触面；且在任一金属材料上施加热源，使热源产生的热量沿着所述任一金属材料、包含粘贴层的复合材料、另一金属材料的方向进行传导；在第一金属材料上设置至少两个不在同一高度的测温点，根据各个测温点的位置以及第一接触面的位置，确定第一接触面的温度；在第二金属材料上设置至少两个不在同一高度的测温点，根据各个测温点的位置以及第二接触面的位置，确定第二接触面的温度；其中，高度为测温点与热源之间的最短距离；根据第一接触面的温度、第二接触面的温度和包含粘贴层的复合材料的厚度，并结合通过复合材料的热流密度，计算得到包含粘贴层的复合材料的导热系数；其中，包含粘贴层的复合材料的厚度为第一接触面与第二接触面之间的距离，所述热流密度由热源确定。8.根据权利要求7所述的检测包含粘贴层的复合材料导热性能的方法，其特征在于，当第一金属材料上有两个测温点时，所述第一接触面的温度为：式中，t4为第一接触面的温度，t1、t3分别为第一金属材料上两个测温点的温度，d14为t1对应的测温点与第一接触面之间的距离，d13为第一金属材料上两个测温点之间的沿着热量传导方向的距离；当第二金属材料上有两个测温点时，所述第二接触面的温度为：式中，t5为第二接触面的温度，t6、t8分别为第二金属材料上两个测温点的温度，d56为t6对应的测温点与第二接触面之间的距离，d68为第二金属材料上两个测温点之间的沿着热量传导方向的距离。9.根据权利要求7所述的检测包含粘贴层的复合材料导热性能的方法，其特征在于，所述包含粘贴层的复合材料的导热系数为：式中，λ为包含粘贴层的复合材料的导热系数，q为通过复合材料的热流密度，d0为包含粘贴层的复合材料的厚度，t4为第一接触面的温度，t5为第二接触面的温度。10.根据权利要求7～9任一项所述的检测包含粘贴层的复合材料导热性能的方法，其特征在于，在所述任一金属材料、包含粘贴层的复合材料、另一金属材料的外围设置保温层使热源产生的热量沿着所述任一金属材料、包含粘贴层的复合材料、另一金属材料的方向进行传导。