固体材料热扩散率测量系统研究

研制了基于激光闪光法的热扩散率测量装置,利用机械泵和分子泵对炉内抽真空,之后对炉膛进行加热,采用大功率脉冲激光仪激励被测样品,样品受激光照射的面温度升高,热量开始传导向另一面,红外探测器实时记录此温升变化过程,温升信号经放大器放大后转换成电压信号输入至采集卡,采集卡与电脑软件进行通讯,自行编写的测量软件实时计算处理数据,分析得到样品的热扩散率值。利用该系统对标准样品在300～1300℃温度范围内进行了实验,测量重复性小于0.85%。     

基于激光闪光法的立式热扩散率测量装置研究

介绍了基于激光闪光法的立式热扩散率测量装置,利用脉冲激光对样品进行均匀加热,使样品内部产生一维热流,并通过红外探测器测量样品温升信号,采用立式真空加热炉控制测量温度环境,实现室温至1600℃的热扩散率测量。用该装置测量厚度为1. 1 mm,直径为10 mm的不锈钢样品,测量结果与PTB参考数据的偏差小于1%。     

热扩散率测量中激光非均匀加热的研究

激光闪光法是测量材料热扩散率的一种瞬态测量方法,是测量速度最快的方法之一,也是目前最受欢迎的方法之一.通过对闪光法测量装置中激光器输出光斑的实时探测,发现大能量下光斑分布的均匀程度明显优于小能量下的分布情况.通过设计实验,验证了光斑的这种分布情况以及激光非均匀加热对热扩散率测量结果确有一定影响.为此,特设计一套光学装置...     

激光闪光法热扩散率测量仪温度测量系统抗干扰措施研究

论述了激光闪光法热扩散率测量仪的工作原理,分析了装置中温度测量系统可能存在的干扰源,以及采取的抗干扰措施.通过比对试验,验证了所取得的实际应用效果.     

激光闪光法测量固体材料热扩散率的研究进展

基于瞬态原理的激光闪光法因其具有所用试样小、测试周期短等优点，在测量固体材料的热扩散率方面发挥了重要作用，应用较为广泛。根据近些年来在激光闪光法可测材料种类、关键技术问题以及优化和改进3个方面的研究进展，介绍了其应用情况，并分析总结了其研究重点、难点以及研究价值，最后讨论了激光闪光法存在的挑战和前景，为未来激光闪光法在更多领域的应用提供参考。     

激光火工品系统自动检测技术研究

在简要介绍激光火工品系统检测技术发展的基础上,综述了激光火工品系统检测中微弱光信号的探测原理与处理方法以及这些方法的应用;通过对锁相放大器频谱迁移法、谐波小波频域提取法、双路消噪声法以及放大与滤波电路法的比较和分析,得出锁相放大器频谱迁移法和放大与滤波电路法可用于激光火工品系统检测的结论．     

激光闪光法测量材料热扩散率国际比对的实验研究与分析

本文介绍了在中国计量科学研究院激光闪光法热导仪上,根据国际计量委员会温度咨询委员会（OCT）第九工作组WG9,关于材料热物性研究比对的要求,分别对WG9提供的5个不同厚度的Armco Iron和Isotropic Graphite样品,进行了热扩散率的测量和结果分析研究,以及实验结果的不确定度分析评估。根据分析实验中发现的问题,对进一步改进现有的激光闪光法装置提出了建议。     

空气耦合超声信号调理电路的设计

空气耦合超声探头接收的信号微弱,并且容易受到电磁噪声的干扰,信噪比低,不利于后期的采集与处理。针对上述问题,设计了一种以仪表放大器AD8429芯片为核心的微弱信号调理电路。该调理电路分为三部分,第一部分为电压跟随器组成的输入级,第二部分为高精度、低噪声的三级级联放大电路,第三部分为无限增益多路反馈带通滤波电路,最后,将整个电路置入金属纤维屏蔽罩,以达到抑制外界高频电磁干扰的目的。实验结果表明,所设计电路检测下限可达200μV,实际增益最高为79.6 dB,相对误差控制在10%以下,利用此电路可以成功提取400 kHz的超声检测信号。     

光纤传感式红外水分测定方法的研究

将光纤传感技术与传统的红外水分测定方法相结合,设计了一种光纤束传感器来实现发射光和接收光的传输.为将接收二极管上的微弱信号送到A/D转换器处理,采用锁定放大原理设计接收信号的调理电路.在不影响测量精度的情况下,能使红外水分测定系统变得更简单、更廉价.     

改善激光测速靶抗火光干扰性能的探索

本文针对激光测速靶在实际应用过程中易受火光干扰,介绍了一种采用激光调制技术和高频选频放大电路的方法来消除火光干扰.该方法在测速系统、大面积弹着点坐标测量甲等领域有广阔的应用前景.     

计量专业实验室环境振源分析及处理方案

为保证精密仪器的测量精度,阐述了研究环境振动对测量带来影响的问题的必要性。对地面振源的特征进行了分类总结,根据实验室仪器和设备的允许振动要求,从实验室防震与环境振源两个方面详细分析了实验室的总体设计中应注意的问题,提出实验室无防振措施情况下的防振距离设计方案,以及实验楼和实验室的消极隔震措施和积极隔振措施设计方案,该总结和处理方案可供计量专业实验室设计与建设领域人员参考与借鉴。     

Application of laser flash method to penetrative materials for measurement of thermal diffusivity

The theoretical equation for the laser flash method is derived where the penetration and transmission of the input energy into the test piece is taken into account. The thermal diffusivity of penetrative materials and its measurement errors are calculated instantly by fitting the experimental data to this equation by using the method of least squares with an on-line personal computer connected to the laser flash device. The usefulness of this method is shown by comparing it with the conventional method.     

Study on a Thermal-diffusivity Standard for Laser Flash Method Measurements

The National Metrology Institute of Japan (NMIJ) of AIST has been studying the laser flash method in order to establish an SI traceable thermal- diffusivity standard. Key technologies have been developed to reduce the uncertainty in laser flash measurements. In the present study, an uncertainty evaluation has been carried out on the laser flash measurement method in order to determine the thermal diffusivity value of IG-110, a grade of isotropic high-density graphite, as a candidate reference material. The thermal diffusivity measured by the laser flash method is derived from a specimen thickness and a heat diffusion time. And a laser flash measurement is carried out at a given temperature. The measurement system is composed of three sections corresponding to each measured quantity: length, time, and temperature. Therefore, we checked and calibrated our measurement system, and estimated the uncertainty of measurement results for the case of a grade of isotropic graphite.Paper presented at the Seventeenth European Conference on Thermophysical Properties, September 5–8, 2005, Bratislava, Slovak Republic.     

激光脉冲法研究半透明PI/SiO_2薄膜的热扩散率

激光脉冲法在应用于测量对实验探测波段红外线半透明的材料热扩散率时遇到了困难。文中提出了新的解决办法:即通过对理论探测曲线进行分析,并通过在实际探测曲线上的升温幅度和特征点计算得到了热扩散率,成功地解决了这一难题。在-73℃~290℃的范围内获得了对激光和红外线都是半透明的聚酰亚胺(PI)薄膜的热扩散率,并研究了室温下PI/SiO2复合材料的热扩散率随SiO2含量的变化规律。     

Thermal diffusivity of gadolinium in the temperature range of 287–1277 K

New experimental data on the thermal diffusivity of gadolinium in the temperature interval from 287 to 1277 K obtained by the laser flash method with an error of 3–4% are presented. Results are compared with the available literature data. Reference tables on the heat transfer coefficients of gadolinium for scientific and practical use are developed. Critical indices for the thermal diffusivity of gadolinium above the Curie point are determined. The limitations of the laser flash method during measurement in the region of phase transformations are briefly discussed.     

Evaluation of the Heat Leakage in the Thermal Diffusivity Measurement of Molten Metals by a Laser Flash Method

Evaluation of the radiative and conductive heat loss from a molten metal sample to the cell has been made in order to obtain accurate thermal diffusivities of molten metals at high temperature with a laser flash method. The results suggest that thermal diffusivity values of molten nickel can be determined in the temperature range from 1728 to 1928 K with an uncertainty of ±3% in comparison with case considering only the effect of radiative heat loss. The usefulness of a cell for a laser flash method has been confirmed by applying simulated results to evaluate the heat leakage in the thermal diffusivity measurement of molten metals.     

Cu2S相变过程中热扩散系数的精确测量和解析

材料发生相变时, 其结构和物理性能可能会发生剧烈的变化。采用激光闪射法测量热扩散系数时, 激光照射样品可能会伴随有光吸收/发射现象以及温度的显著升高, 导致其测量值偏离真实值。本工作以Cu₂S为研究对象, 发现激光照射样品后, 光吸收/发射的影响很小可以忽略, 但样品温度的升高则会明显影响热扩散系数的测量。通过构建具有不同石墨层厚度的石墨/Cu₂S双层结构, 利用石墨层减弱激光照射时Cu₂S样品的温度增加幅度, 成功使热扩散系数出现显著降低的起始温度接近采用DSC测量材料发生相变的起始温度。本研究进一步建立了石墨/Cu₂S双层结构样品的热流输运模型, 从石墨/Cu₂S双层结构样品的实验测试热扩散系数中解析出了Cu₂S在相变区间的本征热扩散系数。本工作对于理解和精确表征具有相变特征的离子导体热电材料、光敏、热敏材料的热扩散系数具有重要的意义。