[发明专利]一种高温热电材料隔热能力测试装置及方法

说明书

本申请属于热电材料测试技术领域，特别涉及一种高温热电材料隔热能力测试装置及方法。装置包括：加热元件、试验件、热电偶以及数据处理控制系统。试验件设置在加热元件的一侧，试验件上设置有隔热板，隔热板将试验件分隔成正对加热元件的加热面和背对加热元件的冷面，试验件上连接有电路，电路上串联有负载和开关；热电偶包括第一热电偶和第二热电偶，第一热电偶与试验件的冷面连接，第二热电偶与试验件的加热面连接；数据处理控制系统用于获取第一热电偶以及第二热电偶采集的温度，并且根据第二热电偶采集的温度控制加热元件的加热功率。本申请能够实现对热电材料隔热能力测试，结构简单，易于控制，制造和使用成本低。

技术领域

本申请属于热电材料测试技术领域，特别涉及一种高温热电材料隔热能力测试装置及方法。

背景技术

热电技术是利用材料的赛贝克效应将热能直接转换为电能，其基本的发电单元是n型热电材料和p型热电材料组成的热电对。一般来说，热电材料的热电效率受环境和其自身热电优值的影响。环境方面，热电材料热端与冷端的温差越大，热电材料的热电效率越高；而材料本身的热电优值主要取决赛贝克系数、电导率和热导率三个参量，较高的赛贝克系数、电导率，和较低的热导率都能够获得较好的热电优值。由于热电材料能够将热能直接转换为电能，且具有较低的热导率，充分利用这两种特性，可以作为良好的隔热材料。

随着航空航天领域的高速发展，面临的热防护和能源问题逐渐严峻，将热电材料应用于这些领域对于技术发展具有重要的意义。而针对利用高温热电材料制备的防隔热结构的防隔热效率测试，目前尚无完善的技术方案，限制了该技术的应用与发展。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种高温热电材料隔热能力测试装置及方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

本申请的第一个方面提供了一种高温热电材料隔热能力测试装置，包括：

加热元件；

试验件，所述试验件设置在所述加热元件的一侧，所述试验件上设置有隔热板，所述隔热板将所述试验件分隔成正对所述加热元件的加热面和背对所述加热元件的冷面，所述试验件上连接有电路，所述电路上串联有负载和开关；

热电偶，所述热电偶包括第一热电偶和第二热电偶，所述第一热电偶与所述试验件的冷面连接，用于采集所述试验件冷面的温度，所述第二热电偶与所述试验件的加热面连接，用于采集所述试验件加热面的温度；

数据处理控制系统，所述数据处理控制系统与所述第一热电偶、所述第二热电偶以及所述加热元件电连接，用于获取所述第一热电偶以及所述第二热电偶采集的温度，并且根据所述第二热电偶采集的温度控制所述加热元件的加热功率。

可选地，所述加热元件为石英灯阵列。

可选地，所述试验件包括第一试验件和第二试验件，所述第一试验件为热电材料制件，所述第二试验件为热防护材料制件。

可选地，所述隔热板沿所述试验件的边缘设置一周。

可选地，所述第一热电偶和所述第二热电偶均设置有多个。

本申请的第二个方面提供了一种高温热电材料隔热能力测试方法，基于如上所述的高温热电材料隔热能力测试装置，包括：

步骤一：关闭与试验件连接的电路上的开关，使电路联通，通过加热元件对试验件的加热面进行加热，通过数据处理控制系统获取第一热电偶采集的试验件冷面的温度以及第二热电偶采集的试验件加热面的温度；