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1、第19卷第4期中国计量学院学报Vol.19No.42008年12月JournalofChinaJiliangUniversityDec.2008文章编号10041540(2008)04030905Hotdisk建模及模型精度分析王强,戴景民,张虎(哈尔滨工业大学自动检测与过程控制系统研究所,黑龙江哈尔滨150001)摘要为了对瞬态平面热源技术进行准确的评估,在简化Hotdisk探头结构的基础上,基于瞬态点热源格林函数法给出了Hotdisk瞬态平面热源表面平均温度的理想模型推导过程;基于
2、此理想模型并应用Hotdisk数据采集系统,针对Pyroceram9606标准材料在常温常压测量条件下的热导率进行了计算.结果显示,计算值与Hotdisk测量值的相对误差为6.17%,实际测量探头热容的存在、测量时间的延迟以及四线电阻的散热影响等因素是造成热导率测量精度下降的主要原因.关键词热导率;热物性;瞬态平面热源中图分类号TB942文献标识码AModelingandaccuracyanalysisofHotdiskthermalconstantsanalyzerWANGQiang,
3、DAIJingmin,ZHANGHu(DepartmentofAutomationMeasurement&Control,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:TheaimoftheresearchpresentedinthispaperistoenhanceourunderstandingoftheHotdiskthermalconstantsanalyzerandtohaveanaccurateevaluationofHotdis
4、kthermalconstantsanalyzer,theaveragetemperatureincreaseinthesensorsurfacewasdeducedbyusingGreensfunctionmethod.BasedonthesimplifiedstructureofthediskprobeandthestandardizedmaterialPyroceram9606,withathermalconductivityof4.05W/(mK)atroomtemperatureandundern
5、ormalpressurewasinvestigatedandanalyzedbyusingthedataacquisitionsystemoftheHotdiskthermalconstantsanalyzerandanewdevelopedmodel.Thecalculationresultshowsthatthemodelprecisionhasarelativeerrorof6.17%estimatedforthermalconductivitycomparedwiththemeasurementre
6、sultoftheHotdisk,andtheeffectsoftheheatcapacityoftheHotdiskprobe,thetimedelayofthedataacquisitionsystemandtheeliminationofheatfromthefourwireresistanceinactualmeasurementarethemaininfluencingfactorsofaccuracydecrease.Keywords:thermalconductivity;thermophysi
7、calproperties;transientplanesourcetechnique热导率是表征材料热输运性质的关键参数,广泛应用,也直接导致了对材料热物性数据的巨在某些应用领域,热导率甚至是成败与否的决定大需求,而且对材料热物性的测试方法也提出了性因素.近二十年来,随着材料科学的迅速发展与更高的要求,即不断拓宽应用范围、缩短测试时间收稿日期20080902作者简介王强(1978),男,山东临县人,博士研究生.主要从事热物性测试方面的研究.万试屋–材料测试论文分享小站blog.163.co
8、m/test_house310中国计量学院学报第19卷并且提高测试精度.传统的稳态法通常都要求大尺寸的试样,测量过程比较费时并且测试装置也过于复杂,已逐渐不能满足实际生产和质量监控的需求.因此,开发出各种更加实用的非稳态方法,其中的瞬态平[1]面热源(TPS)技术由热线法发展而来,作为非稳态测量方法中的一个分支得到了越来越多的研[2,3]究和应用.Hotdisk热物性分析仪基于瞬态平面
