[发明专利]一种用于非均质材料蓄热量的检测装置及其检测计算方法

说明书

本发明公开了一种用于非均质材料蓄热量的检测装置及其检测计算方法，包括圆柱形封闭腔，所述圆柱形封闭腔内呈阵列设置温度传感器，所述圆柱形封闭腔内设有非均质材料。通过将非均质材料蓄存的热量释放到封闭的绝热空间中，通过计算封闭空间内空气吸收的热量来间接表达非均质材料的蓄热量，本发明达到采用有限数量的温度传感器对空间内的温度值进行采集，并依据该温度值建立预测模型对更多空间点上的温度值进行预测，减少了封装在试验设备上的传感器数量，并节省了开发成本；采用增量空间微元思想和微元积分的方法减少了计算整个封闭空间内空气吸收总热量的误差，空间微元数目可以任意增加，后期数据更新方便的优点。

技术领域

本发明涉及一种用于非均质材料蓄热量的检测装置及其检测计算方法，属于地采暖木质地板蓄热性能检测领域。

背景技术

木质地板由于受细胞组成、排列方式和生长周期的影响，使得木质地板具有各向异性的特点，因此要想检测它的蓄热特性，不能使用对均质材料的检测方法和检测理论，必须针对非均质材料研究新的检测手段和计算方法,因此急需一种用于非均质材料蓄热量的检测装置及其检测计算方法。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中存在问题，提供一种用于非均质材料蓄热量的检测装置及其检测计算方法，以解决现在木质地板具有各向异性的特点，因此要想检测它的蓄热特性，不能使用对均质材料的检测方法和检测理论的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种用于非均质材料蓄热量的检测装置，包括圆柱形封闭腔，所述圆柱形封闭腔内呈阵列设置温度传感器，所述圆柱形封闭腔内设有非均质材料。

另外，根据本发明实施例的用于非均质材料蓄热量的检测装置还可以具有以下附加技术特征：

优选的，所述温度传感器阵列在圆柱形封闭腔内呈同心圆分布,同心圆半径r由小到大分别为0mm、25mm、50mm、75mm，排列的传感器数目分别为0、4、8、12个，其圆心与柱坐标圆心的距离分别为20mm、40mm、60mm。

本发明用于非均质材料蓄热量的检测装置及其检测计算方法包括以下步骤：

(1)将加热到设定温度的非均质材料推送到具有温度传感器阵列的圆柱形封闭腔内，当温度达到平衡后获取每个传感器位置对应空间点上的温度值。

(2)建立支持向量机预测模型并利用每个传感器位置对应空间点上的获得的温度值进行训练。

(3)在圆柱形封闭腔中对相邻的传感器之间插入多个预测点，构成增量空间微元，用训练好的支持向量机模型对该增量空间点上的温度值进行预测。

(4)以增量空间微元中的预测温度值与试验采集的温度值组合起来形成新的训练样本，并以该样本对支持向量机重新进行训练，生成新的预测模型，并对下一组增量空间微元中的温度值进行预测。

(5)当空间微元数量足够多时，可认为每个空间微元中的空气为均质的，即空间微元中空气的密度、温度和热熔认为是均匀的。

(6)根据均质材料蓄热量计算公式Q＝C·M·△T对每个空间微元内空气的蓄热量进行计算；根据微元积分原理分别在笛卡尔坐标上计算封闭空间内总的蓄热量。

优选的，任意选取圆柱形封闭腔内的空间微元数目，空间微元的大小根据柱坐标半径r，旋转角θ和坐标z共同决定，其中△V＝△r·△θ·△z为每个空间微元的体积，ρ为空气密度，r i为每个空间微元对应的柱坐标半径，多个空间微元的蓄热总量积分公式为

优选的，均质材料蓄热量计算公式中假设空气比热容C在一定的温度下视为恒定，△T为圆柱形封闭腔内空气温度的变化值，M为空气质量。