[发明专利]常功率平面热源非稳态多单元热导率测试仪及测试方法

权利要求书

1.一种常功率平面热源非稳态多单元热导率测试仪，包括G型卡钳架(1)；其特征在于：所述G型卡钳架(1)放置在工作台面上，所述G型卡钳架(1)的底板面上安置有下保温板(2)和侧保温板(3)，所述G型卡钳架(1)的上板面竖直连接有卡钳螺栓(11)；

所述侧保温板(3)分别竖直安置在下保温板(2)的四边，且所述侧保温板(3)与下保温板(2)通过活动铰链(4)进行连接，所述侧保温板(3)与下保温板(2)所构成的箱体内平行设置有两层聚酰亚胺加热膜(5)，且两层所述聚酰亚胺加热膜(5)上分别安装有热电偶一号(6)和热电偶二号(7)，所述热电偶一号(6)和热电偶二号(7)均与外设的可调式稳压电源(9)呈电性连接，所述聚酰亚胺加热膜(5)均与数据处理终端(8)呈电性连接；

所述卡钳螺栓(11)底端固定设置有上保温板(10)，且所述上保温板(10)位于下保温板(2)的正上方，所述卡钳螺栓(11)的顶端固定连接有卡钳手柄(12)。

2.根据权利要求1所述的常功率平面热源非稳态多单元热导率测试仪，其特征在于：上层所述聚酰亚胺加热膜(5)的上方设有辅助样品a，上层所述聚酰亚胺加热膜(5)的下方设有辅助样品c，且两层聚酰亚胺加热膜(5)之间设有待测样品b，且辅助样品a、待测样品b和辅助样品c的材质和边长均相同，且表面磨平并依次叠放，并使它们的厚度满足h_a+h_b＝h_c，且其边长还要满足是其厚度的十倍。

3.根据权利要求2所述的常功率平面热源非稳态多单元热导率测试仪，其特征在于：所述热电偶一号(6)和热电偶二号(7)构成热电偶对，且设置在待测样品b的上下表面中心处。

4.一种采用权利要求1至3任一项所述的常功率平面热源非稳态多单元热导率测试仪的测试方法，其特征在于，所述测试方法为：

半无限大物体的一维非稳态导热问题在第二类边界条件下有定解，假设一半无限大物体，具有均匀初始温度T₀，从t＝0时刻，在x＝0处用一个恒定热流密度q₀的平面热源加热物体表面，则该导热问题的微分方程和定解条件：

那么，物体内离开表面x处的温升为：

令这里，ierfc(ξ)是变量ξ的高斯误差补函数的一次积分，即在t＝0,x＝0处，

根据方程和方程，可得

如果分别测定t₁时刻x＝0处和t₂时刻x＝δ处的温升，于是，由方程和方程可知

若令

这里，ω可由实验测定，那么

方程可变形为对此函数可通过数学函数表或MATLAB求解可以确定变量ξ₁的值，从而可得热扩散率

将方程代入方程，可得热导率：