[发明专利]使用膜状流动量子点实现高分辨率表面温度场测量方法有效

专利信息
申请号: 202010778873.0 申请日: 2020-08-05
公开(公告)号: CN111811679B 公开(公告)日: 2021-05-28
发明(设计)人: 张丹;贾金睿;王辉辉;王珍珍;邱斌斌 申请(专利权)人: 西安交通大学
主分类号: G01K11/00 分类号: G01K11/00
代理公司: 西安智大知识产权代理事务所 61215 代理人: 何会侠
地址: 710049 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 使用 流动 量子 实现 高分辨率 表面 温度场 测量方法
【说明书】:

使用膜状流动量子点实现高分辨率表面温度场测量方法,首先制备量子点水溶液并制成试片,并搭建、运行带有泵体、标定段和测量段的闭合回路。在标定段对试片进行标定,可以得到量子点水溶液的激发发光强度‑温度标定曲线。将待测表面与测量段接触,通过高速相机拍摄、图像分析和反演计算得到试片表面的温度场及其变化情况。本发明通过光学方法可以实现温度场实时测量,具有测量精度高、分辨率高且频率响应快等优点。

技术领域

本发明涉及物体表面温度测试技术领域,具体涉及一种使用膜状流动量子点实现高分辨率表面温度场测量方法。

背景技术

表面温度场测量在微尺度传热现象研究、大规模集成电路散热设计、多相流场动态测量等领域中都有重要且广泛的应用。

表面温度场测量的一般方法可分为接触式测量和非接触式测量。接触式测量方法多为:利用热力学第零定律,在待测表面布置一系列如热电阻、热电偶等感温元件,测量所得数据经人工或计算机处理后,整理出待测面的温度场分布。非接触式测量多利用物体热辐射随温度变化的特性进行测量,然而影响热辐射成像的因素较多,导致测量误差较大、分辨率较低。因此现有的研究主要使用感温元件以接触式方法进行表面温度场测量。

考虑到热电偶、热电阻频率响应低,且在待测表面上的布置密度受实际情况限制大多较低,因此传统的温度场测量方法的空间分辨率难以进一步提高。本发明提出一种表面温度场的光学测量新方法,该方法对温度场干扰小、频响高,测量响应速度理论上可达飞秒(10-12s)级,且测量空间分辨率可达微米级。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用膜状流动量子点实现高分辨率表面温度场测量方法,能实现表面温度场的准确、动态测量。

为了达到上述目的,本发明采取的技术方案为:

使用膜状流动量子点实现高分辨率表面温度场测量方法,首先,将水溶性量子点按一定比例分散在纯水中,制成量子点水溶液。其次,搭建带有泵体、标定段和测量段的管路。此方法利用了量子点的光学特性,使得对表面温度场的测量反应速度理论可达飞秒(10-12s)级,同时测量的分辨率可达微米级。

具体包括如下步骤:

步骤1,量子点水溶液和测试试片的制备:在室温下,将水溶性量子点与纯水以一定体积比混合,并进行充分震荡,得到量子点水溶液1;将铜片2与石英片3两端分别用入口转接口6-1和出口转接口6-2连接并固定,保持间距;使用有机玻璃将侧边封闭,构成一个测试试片;以测试试片中点为界,沿着量子点水溶液1的流动方向,将测试试片划分为标定段A和测量段B;

步骤2,管路搭建:使用PVC管路8将蠕动泵9与入口转接口6-1和出口转接口6-2连接,并添加入水口10-1和出水口10-2,构成一个回路;将步骤1中的量子点水溶液1从入水口10-1注入,直到充满整个回路;启动蠕动泵9,使铜片2与石英片3之间的量子点水溶液流动速率保持为0.01-3mm·s-1

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