[发明专利]一种储能材料电导率的非接触式检测方法及系统

权利要求书

1.一种储能材料电导率的非接触式检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

通过脉冲磁场激励待测储能材料，获取待检测储能材料的热声信号；

利用时间反演法获得待测材料热函数的空间吸收系数，得到待测材料的热函数；

利用得到的热函数计算获取待测储能材料内的电场强度；

利用最小二乘迭代寻优法获取待测储能材料的电导率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述热声信号通过超声换能器接收，并对热声信号进行信号预处理。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述热函数的空间吸收系数是按照以下公式进行计算获得的：

式中，

∑是超声换能器所处的曲面，

是超声换能器在检测点r处接收到的声波信号，

n是检测面上r的单位矢量，

v_s表示声波的传播速度，

β表示所检测储能材料的体积膨胀系数，

c_p表示所检测储能材料的比热容，

r表示位置向量，即超声换能器所处的位置，

r′表示所检测储能材料的位置向量，

p(r，t)表示位置向量r在时刻t的声压。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述待测储能材料内的电场强度是按照以下公式进行计算获得的：

Q(r′)＝σ|E(r′)|²；

其中，

σ是待测材料内的电导率，

Q(r′)是待测材料内的热函数空间吸收系数，

E(r′)是待测材料内电场强度的空间分布，

A₁(r′)为脉冲激励源在真空中产生的一次磁矢位的空间分量，

φ是标量电位的控制分量，

表示φ的梯度。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电导率是按照以下公式进行计算获得的：

其中，H(σ)表示采用最小二乘法寻求最优解，所建立的目标函数。

6.一种储能材料电导率的非接触式检测系统，其特征在于：包括脉冲磁场激励模块、信号检测模块和数据处理模块；

所述脉冲磁场激励模块向待测储能材料发送激励信号，以适于待检测储能材料发出热声信号；

所述信号检测模块设置于待检测储能材料周围，用于获取待检测储能材料的热声信号；

所述信号检测模块将热声信号传输到数据处理模块中；

所述数据处理模块根据热声信号计算得到待测储能材料的电导率。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于：所述数据处理模块得到电导率具体按照以下步骤来实现：

首先利用时间反演法获得待测材料热函数的空间吸收系数，得到待测材料的热函数；

然后利用得到的热函数计算获取待测储能材料内的电场强度；

最后利用最小二乘迭代寻优法获取待测储能材料的电导率。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于：所述脉冲磁场激励模块包括高压窄脉冲激励系统和线圈；

所述高压窄脉冲激励系统；用于产生脉冲电流以驱动线圈，输出端连接线圈；

所述线圈；所述高压窄脉冲激励系统激励线圈以产生脉冲磁场，置于待检测储能材料的上方。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于：所述信号检测模块包括超声换能器、信号预处理器和信号采集器；

所述超声换能器；用于检测热声信号，置于待检测储能材料的周围；

所述信号预处理器；用于对热声信号进行滤波处理和放大处理；

所述信号采集器；用于采集热声信号，置于信号预处理器的输出。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于：所述信号检测模块和待测储能材料之间通过纯净水或者绝缘油作为超声耦合剂来传播热声信号。