技术领域
[0001] 本
发明涉及节能隔热材料热特性测试技术领域，特别是指一种节能隔热材料热导率现场精确测试的装置及方法。
背景技术
[0002] 隔热材料是一种对
对流传热起到明显阻碍作用的节能材料。隔热材料利用内部孔状结构中受限的空气(热导率仅0.026W/m K)，形成热导率较低的材料整体，从而达到隔热节能的效果。由于具备较好的隔热、保冷特性，隔热材料被广泛应用于建筑、
冶金、化工、电
力、石油、机械、军工、交通运输、仓储等各行各业。它在我国国民经济中占有着十分重要的作用。从人们的吃穿住行到现代先进工业比如宇航、
电子、
原子能等方面都占有十分重要的地位。
[0003] 热导率是多孔隔热材料一个极为重要的热物性参数，一定程度上代表了多孔材料的节能性能。因此，获得现场、准确的热导率对多孔材料的设计及评价有着重要的指导作用。现有的热特性测试方法及仪器面向隔热材料测试时常常出现一定的偏差并且无法满足现场测试的实际需求。热线法与热带法在测量
绝热材料时
精度仍有待提高。闪光法与光热反射法虽然测量准确，但对被测材料有一定的要求，不适宜隔热多孔材料的现场测试。公认的热特性测量较为准确的是保护热板法与瞬态平面热源法。但是保护热板法测量周期较长，要求样品尺寸较大，无法实现现场的测试。瞬态平面热源法测试不同材料时需要更换不同的探测器，且必须提前将材料切割、表面打磨等处理，增加了测试的繁琐性。谐波探测法在微尺度材料热特性测量方面较其他方法有优势，但是用于隔热材料测量时，现有的探测器无法实现现场原位测试，并且已有的实验
电路无法保证热导率极低的样品的精确测试。
[0004]
现有技术(ZL200910242362.0)采用谐波探测技术测试热导率，该装置测量固体材料时是把独立
探头夹在两
块相同待测样品之间的，这一操作特点无法实现节能隔热材料(尤其是
建筑材料)的现场原位测试。此外，现有技术所用电
信号采集系统未对原信号采取滤波处理，供电电源和
差分放大器等主要部件的选型较粗糙，并且
电阻端用的是“两线法”测试，这些因素必将影响测量的精度。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种节能隔热材料热导率现场精确测试的装置及方法。
[0006] 该装置包括自适应型热响应探测器、
电信号采集模块和
数据处理模块，电信号采集模块与自适应热响应探测器的相应端连接，用于产生加热
电流，测量并记录多个
频率下热响应测温单元中间两焊盘间的三次谐波
电压与自然对数频率数据及基波电压平均值；数据处理模块用于利用多个频率下热响应测温单元中间两焊盘间的三次谐波电压与自然对数频率数据及基波电压平均值，计算待测样品的热导率。
[0007] 其中，自适应型热响应探测器包括基底、热响应测温单元、耐磨绝缘保护膜、第一电流引线件、第二电流引线件、第一电压引线件和第二电压引线件，基底用于
支撑热响应测温单元和耐磨绝缘保护膜，热响应测温单元通过范德华力、扩散附着、机械咬合三种作用附着于基底的顶面上，依据金属电阻受热增加原理作为感温的核心部件，夹于耐磨绝缘保护膜和基底之间，第一电流引线件、第二电流引线件、第一电压引线件和第二电压引线件
焊接于热响应测温单元末端的四焊盘上，耐磨绝缘保护膜
覆盖于热响应测温单元的另一侧，耐磨绝缘保护膜，覆于热响应测温单元表面，用于减缓与样品
接触测试时的摩擦损耗，延长热响应测温单元的使用寿命；
[0008] 电信号采集模块包括信号发生器、第一高精度
仪表放大器、第二高精度仪表放大器、高精度直流电源、
锁相放大器、可调电阻、第一电流引线端、第二电流引线端、第一电压引线端和第二电压引线端，第一电流引线件与信号发生器通过第一电流引线端连接，第二电流引线件与可调电阻通过第二电流引线端连接至地，第一电压引线件与第一电压引线端电连接，第二电压引线件与第二电压引线端电连接，第一高精度仪表放大器含八个端口，其中第二端口-IN和第三端口+IN分别连接至第一电压引线件和第二电压引线件，第四端口-Vs、第七端口+Vs、第八端口REF分别连接至高精度直流电源的负极端口、正极端口和接地端口；第六端口OUTPUT输出第一差动信号至
锁相放大器的第一差动信号输入端A；第二高精度仪表放大器含八个端口，其中第二端口-IN和第三端口+IN分别连接至可调电阻的两端，第四端口-Vs、第七端口+Vs、第八端口REF分别连接至高精度直流电源的负极端口、正极端口和接地端口；第六端口OUTPUT输出第二差动信号至锁相放大器的第二差动信号输入端B；锁相放大器的第三输入端连接至信号发生器的第一输出端。
[0009] 热响应测温单元为金属细带侧接四焊盘形状，其中，金属细带长度在8～40mm范围内，宽度在8～100μm范围内，热响应测温单元为铬/铂、铬/金或铬/镍复合层，复合层厚度为10nm/200nm。
[0010] 基底为BK7光学玻璃或PMMA亚克力板，基底经
抛光处理满足表面粗糙度10埃，平行度5
角秒，基体的厚度在1～3mm范围内。
[0011] 第一电流引线件、第二电流引线件、第一电压引线件和第二电压引线件为漆包
铜线，耐磨绝缘保护膜为氮化
硅。
[0012] 自适应型热响应探测器由以下方法制得：首先，将基底置于去离子
水中，经
超声波清洗15分钟；然后，将基底置于
涂胶机器上涂AZ6130
光刻胶，涂胶机转速2000转/分钟，涂胶厚度为2.4μm，所用种类为正胶；基底涂胶后在95℃环境下烘10分钟；再应用紫外曝光15秒后用四甲基氢
氧化铵：水＝1:4显影液显影，显示出凹形热响应测温单元的四焊盘结构图案；其中，若为BK7玻璃基底，在
真空度为10-7Torr，Ar流量为8sccm，压力为2mTorr条件下先后
磁控溅射10nm铬贴合层及200nm金属层，若为PMMA基底，采用
化学气相沉积10nm铬贴合层及200nm金属层；下一步，若为BK7玻璃基底，用丙
酮浸泡方式去胶剥离，经过超声清洗、晾干后，金属细带侧接四焊盘形状清晰可见；若是PMMA基底，采用稀
碱溶液去胶；下一步，用耐高温绝缘
胶带将热响应测温单元的四焊盘部位覆盖，通过化学气相淀积方法沉积Si3N4保护层，主要工艺参数：环境
温度为100℃，压力为900mT，SiH4与NH3气体的流量分别为300sccm与200sccm，每
镀50nm停机后冷却5分钟，经过6次循环，形成300nm厚的Si3N4
薄膜；将附着有热响应测温单元和耐磨绝缘保护膜的基底经过切割打磨，若为BK7基底，则在热响应测温单元的四个焊盘上焊接第一电流引线件、第二电流引线件、第一电压引线件和第二电压引线件，若为PMMA基底，采用
银胶粘接的方式连接第一电流引线件、第二电流引线件、第一电压引线件和第二电压引线件。
[0013] 电信号采集模块在电源输出端设置第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容、第四滤波电容、第五滤波电容、第六滤波电容、第七滤波电容、第八滤波电容、第九滤波电容、第十滤波电容、第十一滤波电容和第十二滤波电容，其中，第一滤波电容、第二滤波电容、第七滤波电容、第八滤波电容均为电容值10pF类型的滤波电容。第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第九滤波电容C9、第十滤波电容C10均为电容值1μF类型的滤波电容。第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第十一滤波电容C11、第十二滤波电容C12均为电容值100μF类型的滤波电容。
[0014] 应用该装置进行测试隔热材料热导率的方法，具体步骤如下：
[0015] 步骤A，采用上述装置对待测隔热材料进行现场测量，获得待测隔热材料的基波电压(V1ω)y和三次谐波电压(V3ω)y；
[0016] 其中，若待测材料为固态，将自适应型热响应探测器的耐磨绝缘保护膜侧直接贴于待测材料表面；若待测材料为液体或粉体，用吸管将样品直接滴于耐磨绝缘保护膜上，样品覆盖全热响应测温单元为准，开始下一个步骤；
[0017] 将自适应热响应探测器的第一电流引线件、第二电流引线件分别与第一电流引线端、第二电流引线端电连接，第一电压引线件、第二电压引线件与第一电压引线端、第二电压引线端电连接；第一电流引线端、第二电流引线端加热热响应测温单元；
[0018] 手动调节可调电阻的旋钮，直至锁相放大器的差动信号在0.0004mV以下，记录此时的电阻值为热响应探测器调平电阻R0；
[0019] 增加信号发生器输出功率，通过锁相放大器记录预设频率下自适应热响应探测器的第一电压引线件和第二电压引线件间的基波电压(V1ω)y、三次谐波电压(V3ω)y；
[0020] 步骤B，采用以上获得的(V1ω)y、(V3ω)y，及热响应探测器使用前已标定好的电阻温度系数β、核心带长度l、基底的热导率ks，利用公式(1)计算被测样品的热导率；
[0021]
[0022] 式中，ky—待测隔热材料的热导率(W·m-1·K-1)；
[0023] ks—基底的热导率(W·m-1·K-1)；
[0024] β—热响应探测器的电阻温度系数(K-1)；
[0025] l—热响应探测器金属细带长度(m)；
[0026] V1ω—基波电压(V)；
[0027] R0—热响应探测器调平电阻(Ω)；
[0028] λ"—V3ω～lnω斜率的倒数。
[0029] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：
[0030] (1)采用自适应型热响应探测器直接触摸隔热材料的测试方案，克服了以往热特性测试装置的探测器无法满足现场测试的问题，保证实现节能隔热材料热导率的原位现场测量；
[0031] (2)采用一系列措施改良和优化电信号采集模块，包括选用高精度直流电源(
电源电压调整率≤0.5％，纹波小于峰值≤10mV)、增加6对电容进行高频及低频杂波信号滤波处理、选用高精度仪表放大器，对可调电阻端更换为四线法测量。即可克服原实验系统信号的稳定度不高、测量阻值精度不高、
差分信号不良等
缺陷，保证了隔热材料热导率的精确测量。
附图说明
[0032] 图1为本发明的节能隔热材料热导率现场精确测试的装置示意图；
[0033] 图2为图1所示现场测试节能隔热材料热导率装置中自适应型热响应探测器的结构示意图；
[0034] 图3为图1所示自适应型热响应探测器现场测试液体或粉体节能隔热材料的操作图；
[0035] 图4为图2、图3所示自适应型热响应探测器沿A-A面的剖视图。
[0036] 其中：11-基底；12-热响应测温单元；13-耐磨绝缘保护膜；1a-第一电流引线件；1d-第二电流引线件；1b-第一电压引线件；1c-第二电压引线件；21-信号发生器；22-第一高精度仪表放大器；23-第二高精度仪表放大器；24-高精度直流电源；25-锁相放大器；R1-可调电阻；2a-第一电流引线端；2d-第二电流引线端；2b-第一电压引线端；2c-第二电压引线端；C1-第一滤波电容；C2-第二滤波电容；C3-第三滤波电容；C4-第四滤波电容；C5-第五滤波电容；C6-第六滤波电容；C7-第七滤波电容；C8-第八滤波电容；C9-第九滤波电容；
[0037] C10-第十滤波电容；C11-第十一滤波电容；C12-第十二滤波电容。
具体实施方式
[0038] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体
实施例进行详细描述。
[0039] 本发明提供一种节能隔热材料热导率现场精确测试的装置及方法。
[0040] 首先，本发明提供了一种节能隔热材料热导率现场精确测试的装置。图1为根据本发明实施例现场测试节能隔热材料热导率装置的示意图。图2为图1所示测试装置中自适应型热响应探测器的结构示意图。图3为图1所示自适应型热响应探测器现场测试液体或粉体节能隔热材料的操作图。图4为图2、图3所示自适应型热响应探测器沿A-A面的剖视图。该装置包括：自适应型热响应探测器、电信号采集模块和数据处理模块。以下分别对各个部分进行详细说明。
[0041] 自适应型热响应探测器
[0042] 自适应型热响应探测器包括：基底11、热响应测温单元12、耐磨绝缘保护膜13、第一电流引线件1a、第二电流引线件1d、第一电压引线件1b和第二电压引线件1c。
[0043] 热响应测温单元12通过范德华力、扩散附着、机械咬合三种作用附着于基底11的顶面上。热响应测温单元12为一“金属细带侧接四焊盘”形状。引线件1a～1d焊接于热响应测温单元12末端的四焊盘上。耐磨绝缘保护膜13覆盖于热响应测温单元12的另一侧，起到保护百纳米厚的热响应测温单元12且使得其金属对外界绝缘的作用。优选地，基底11为BK7光学玻璃或PMMA亚克力板，基底经抛光处理以满足表面粗糙度10埃，平行度5角秒，可视作光滑表面。基体11的厚度在1～3mm范围内。热响应测温单元12为铬/铂、铬/金或铬/镍(10nm/200nm)复合层，铬作为贴
合金属能加强其他金属与基底11的结合。引线件1a～1d为漆包铜线。热响应测温单元12中金属细带部分长度在8～40mm范围内，宽度在8～100μm范围内。耐磨绝缘保护膜13为氮化硅，具有很好的导热、绝缘及耐磨特性，可以与待测隔热材料良好贴合与重复使用。
[0044] 需要说明的是，自适应型热响应探测器的制作过程也属于本发明的保护范围。主要方法步骤包括：(1)基底11置于去离子水中，经
超声波清洗约15分钟；(2)基底11置于涂胶机器上涂AZ6130光刻胶，涂胶机转速2000转/分钟，涂胶厚度为2.4μm，所用种类为正胶；(3)基底11涂胶后在95℃环境下烘10分钟，促使已涂的光刻胶膜内的
溶剂挥发以增加胶膜与玻璃
基板表面的粘附性；(4)应用紫外曝光15秒后用四甲基
氢氧化铵：水＝1:4显影液显影，显示出凹形热响应测温单元12的四焊盘结构图案；(5)若为BK7玻璃基底，在真空度为10-7
Torr，Ar流量为8sccm，压力为2mTorr条件下先后磁控溅射10nm铬贴合层及200nm金属层，若为PMMA基底，采用化学气相沉积10nm铬贴合层及200nm金属层；(6)若为BK7玻璃基底，用丙酮浸泡方式去胶剥离，由于铬良好的贴合性，热响应测温单元12的“金属细带侧接四焊盘”形状很好地保留在了BK7玻璃基底上，经过超声清洗、晾干后，该形状清晰可见；若是PMMA作为基底，由于丙酮类
有机溶剂能溶解PMMA，采用稀碱溶液去胶；(7)用耐高温绝缘胶带将热响应测温单元12的四焊盘部位覆盖，为接下来的
镀膜提供保护；(8)通过化学气相淀积方法沉积Si3N4保护层，主要工艺参数：
环境温度为100℃，压力为900mT。SiH4与NH3气体的流量分别为300sccm与200sccm，为防止PMMA热
变形(热变性温度105℃)，每镀50nm(10分钟左右)停机后冷却5分钟，经过6次循环，形成300nm厚的Si3N4薄膜，
质量良好，能明显看到薄膜折射与反射引起的蓝光；(9)将附着有热响应测温单元12和耐磨绝缘保护膜13的基底11经过切割打磨，若为BK7基底，则在热响应测温单元12的四个焊盘上焊接引线件1a～1d，若为PMMA基底，采用银胶粘接的方式连接引线件1a～1d，由此完成了自适应型热响应探测器的制作。
[0045] 第一电流引线件1a与电信号采集模块的第一电流引线端2a电连接。第二电流引线件1d与电信号采集模块的第二电流引线端2d电连接。第一电压引线件1b与电信号采集模块的第一电压引线端2b电连接。第二电压引线件1c与电信号采集模块的第二电压引线端2c电连接。两电流引线端2a、2d周期对热响应测温单元12施加微弱周期正弦电流，通以电产生
焦耳热沿两侧非对称地加热基底11及待测隔热材料，两电压引线端2b、2c构成电压回路接入电信号采集模块。
[0046] 电信号采集模块
[0047] 电信号采集模块设于控制主机，用于频域下热波探测—响应原理测量并记录预设频率下自适应型热响应探测器中热响应测温单元12两端的三次谐波电压与自然对数频率曲线V3ω～lnω、各频率下基波电压平均值V3ω。
[0048] 图1给出本发明电信号采集模块的电路图，电信号采集模块包括：信号发生器21、第一高精度仪表放大器22、第二高精度仪表放大器23、高精度直流电源24、锁相放大器25、可调电阻R1、第一电流引线端2a、第二电流引线端2d、第一电压引线端2b和第二电压引线端2c；为保证仪表放大器高效工作，在电源输出端加入一系列用于高频、低频杂波信号过滤的电容，具体含有：第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第七滤波电容C7、第八滤波电容C8、第九滤波电容C9、第十滤波电容C10、第十一滤波电容C11、第十二滤波电容C12。总体上来说，该电信号采集模块包括加热电流提供电路和信号测量电路。
[0049] 其中，加热电流提供电路，其第一电流引线端2a和第二电流引线端2d分别与自适应型热响应探测器的第一电流引线件1a、第二电流引线件1d电连接，用于为热响应测温单元12提供微弱周期正弦信号，包括：信号发生器21和可调电阻R1，其中，自适应型热响应探测器的第一电流引线件1a与信号发生器21通过第一电流引线端2a连接，自适应型热响应探测器的第二电流引线件1d与可调电阻R1通过第二电流引线端2d连接至地。信号发生器21的输出端输出角频率为ω的交流电压信号；该交流电压信号在电路中经多个阻
抗原件自动转变为电流信号，该电流信号依次驱动自适应型热响应探测器的热响应测温单元12和可调电阻R1。
[0050] 信号测量电路，其第一电压引线端2b和第二电压引线端2c亦分别与自适应型热响应探测器的第一电压引线件1b、第二电压引线件1c电连接，用于测量热响应测温单元12的基波电压V1ω及三次谐波电压V3ω，包括：第一高精度仪表放大器22、第二高精度仪表放大器23、滤波电容C1～C12、高精度直流电源24及锁相放大器25，其中：
[0051] 第一高精度仪表放大器22，含八个端口，其第二端口-IN和第三端口+IN分别连接至热响应测温单元12的第一电压引线件1b、第二电压引线件1c，用于将热响应测温单元12两端的电压信号转换为第一差动信号；其第四端口-Vs、第七端口+Vs、第八端口REF分别连接至高精度直流电源24的负极端口、正极端口和接地端口；其第六端口OUTPUT输出第一差动信号至锁相放大器25的第一差动信号输入端A；
[0052] 第二高精度仪表放大器23，含八个端口，其第二端口-IN和第三端口+IN分别连接至可调电阻R1的两端，用于将可调电阻R1两端的电压信号转换为第二差动信号；其第四端口-Vs、第七端口+Vs、第八端口REF分别连接至高精度直流电源24的负极端口、正极端口和接地端口；其第六端口OUTPUT输出第二差动信号至锁相放大器25的第二差动信号输入端B；
[0053] 锁相放大器25，其第一差动信号输入端A连接至第一高精度仪表放大器22的第六端口OUTPUT，用于：采集并计算三次谐波电压，该三次谐波电压为第一差动信号和第二差动信号的差值的三次谐波分量的有效值；其第二差动信号输入端B连接至第二高精度仪表放大器23的第六端口OUTPUT，用于采集并计算基波电压，该基波电压为第二差动信号的一次谐波的有效值；
[0054] 由于实际测得的是热响应测温单元12的微弱的电压三次谐波信号，为确保微弱电信号测量的准确性与
稳定性，电路里必须用高性能元器件结合电容滤去杂波。本发明的一个方面是提出电路的改良和优化技术方案。具体而言，将原来的
差分放大器端AMP03替换为精度更高的仪表放大器AD620。选用±15V高精度4NIC-X30直流电源作为第一高精度仪表放大器22和第二高精度仪表放大器23的供电电源。经过此调整，电源电压调整率小于等于0.5％，纹波峰值小于10mV。第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第七滤波电容C7、第八滤波电容C8均为电容值10pF类型的滤波电容。第三滤波电容C3、第四滤波电容C4、第九滤波电容C9、第十滤波电容C10均为电容值1μF类型的滤波电容。第五滤波电容C5、第六滤波电容C6、第十一滤波电容C11、第十二滤波电容C12均为电容值100μF类型的滤波电容。这样使得信号测量
波动量明显小了很多，测量整个过程中预设频率下测得三次谐波波动量一般小于
0.0004mV(原系统为0.0024mV以下)。
[0055] 此外增加连线使得可调电阻R1为四线法方式，如图1所示。由此改进了原测量系统由于可调电阻两线法测量时不可避免的
导线电阻引入的测量误差。表1列出了该改进前后测量电阻的变化。可见电阻的测量精度得到了极大改善，误差控制在1‰以内。
[0056] 表1电阻测量值与实际值的分布
[0057]
[0058] 其中，本实施例中，采用精度为0.001Ω的金属绕线可调电阻R1代替程控电阻。
[0059] 此外，锁相放大器25的第三输入端连接至信号发生器21的第一输出端，用于通过差动输入监测，使得锁相放大器25测量频率与信号发生器21
输出电压频率一致。
[0060] 将自适应热响应探测器的耐磨绝缘保护膜13直接接触待测隔热样品，信号发生器21输出角频率为ω的交流电压信号经整个电路元器件自动转换为电流信号，该电流信号用于同时驱动可调电阻R1和自适应型热响应探测器中封装的热响应测温单元12，由于焦耳效应，热响应测温单元12产生两倍频的热波信号，该热波在待测隔热材料中的热穿透深度与频率成减函数关系，可调电阻R1和热响应测温单元12的电压信号分别经第一高精度仪表放大器22和第二高精度仪表放大器23转变为差动信号且放大，输入锁相放大器25。通过锁相放大器25采集热响应测温单元12反馈的基波V1ω及三次谐波信号V3ω，进而可获得待测隔热样品的热导率。一般情况下，锁相放大器25探测到的三次谐波电压分量V3ω是其基波电压V1ω的1/5000～1/1000左右，受到锁相放大器25自身有限动态存储的限制，为了准确测量三次谐波分量V3ω，必须采取差分电路消除响应测温单元12与可调电阻R1上的基波电压信号V1ω。
[0061] 数据处理模块
[0062] 数据处理单元同样设于控制主机，利用以下公式由已知的自适应型热响应探测器中基底11的热导率、热响应测温单元12的尺寸分别结合基波电压、三次谐波电压，计算待测隔热材料的热导率：
[0063]
[0064] 式中，ky—待测隔热材料的热导率(W·m-1·K-1)；
[0065] ks—基底11的热导率(W·m-1·K-1)；
[0066] β—热响应探测器12的电阻温度系数(K-1)；
[0067] l—热响应探测器12金属细带长度(m)；
[0068] V1ω—基波电压(V)；
[0069] R0—热响应探测器12调平电阻(Ω)；
[0070] λ"—V3ω～lnω斜率的倒数，以上参数均为对待测隔热材料进行测试时的参数。
[0071] 基于上述节能隔热材料热导率现场精确测试的装置，本发明还提供了一种节能隔热材料热导率现场精确测试的方法，涉及用一种基于自适应型热响应探测器、改进的信号采集及处理电路的技术方案，实现了对隔热材料热导率的现场精确测试。在本发明的一个实施例中，该方法包括：
[0072] 步骤A，采用上述装置对待测隔热材料进行现场测量，获得待测隔热材料的基波电压(V1ω)y和三次谐波电压(V3ω)y；
[0073] 该步骤具体可以包括：
[0074] 子步骤A1，若待测材料为固态，将自适应型热响应探测器的耐磨绝缘保护膜13侧直接贴于待测材料表面；若待测材料为液体或粉体，用吸管将样品直接滴于耐磨绝缘保护膜13上，样品覆盖全热响应测温单元12为准，开始下一个步骤；
[0075] 子步骤A2，将自适应热响应探测器的第一、第二电流引线件1a、1d分别与电信号采集模块的两个电流引线端2a、2d电连接,第一、第二电压引线件1b、1c与电信号采集模块的两个电压引线端2b、2c电连接；电信号采集模块两电流引线端2a、2d以微弱周期正弦电流加热热响应测温单元12；
[0076] 子步骤A3，手动调节可调电阻R1的旋钮，直至锁相放大器25的差动信号在0.0004mV以下视为稳定，记录此时的电阻值为热响应探测器12调平电阻R0；
[0077] 子步骤A4，增加信号发生器输出功率，通过锁相放大器25记录预设频率下自适应热响应探测器两电压引线件(1b,1c)间的基波电压(V1ω)y、三次谐波电压(V3ω)y。
[0078] 步骤B，采用以上获得的(V1ω)y、(V3ω)y，及热响应探测器12使用前已标定好的电阻温度系数β、核心带长度l、基底11的热导率ks，利用公式(1)计算被测样品的热导率。
[0079] 至此，本实施例现场精确测量节能隔热材料热导率介绍完毕。
[0080] 采用本实施例方法，以BK7玻璃为基底的自适应型热响应探测器测试的节能隔热材料热导率范围在0.2～4W·m-1·K-1之间，测量误差估计为6％以下。以PMMA亚克力板为基底的自适应型热响应探测器测试的节能隔热材料热导率范围在0.04W·m-1·K-1之下，测量误差估计为5％以下。表2和表3示出了代表性节能隔热材料测试结果。
[0081] 表2自适应热响应探测器(BK7玻璃基底)的热导率测量结果
[0082]
[0083]
[0084] 表3自适应热响应探测器(PMMA亚克力板玻璃基底)的热导率测量结果[0085]
[0086] 需要说明的是，上述对各元件的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构或形状，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换。并且，虽然上述以节能隔热样品进行说明，但本领域技术人员应当清楚，其同样适用于其他样品的热特性测量当中，此处不再详细描述。
[0087] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
