Анализ лазерной вспышки или метод лазерной вспышки используется для измерения температуропроводности множества различных материалов. Импульс энергии нагревает одну сторону плоскопараллельного образца, и обнаруживается результирующее зависящее от времени повышение температуры на задней стороне из-за подводимой энергии. Чем выше коэффициент температуропроводности образца, тем быстрее энергия достигает тыльной стороны. Современное устройство лазерной вспышки ( LFA ) для измерения коэффициента температуропроводности в широком диапазоне температур показано с правой стороны.
Использует | для измерения температуропроводности , теплопроводности , теплоемкости , |
---|
В одномерном, адиабатический случае температуропроводности рассчитывается исходя из этого повышения температуры следующим образом:
Где
- коэффициент температуропроводности в см² / с
- толщина образца в см
- время до половины максимума в с
Принцип измерения
Метод лазерной вспышки был разработан Parker et al. в 1961 году. [1] В вертикальной установке источник света (например, лазер , лампа- вспышка) нагревает образец снизу, а датчик наверху обнаруживает зависящее от времени повышение температуры. Для измерения температуропроводности, которая сильно зависит от температуры, при разных температурах образец может быть помещен в печь с постоянной температурой.
Идеальные условия
- однородный материал,
- однородный подвод энергии на лицевой стороне
- зависящий от времени короткий импульс - в форме дельта-функции Дирака
В модели внесены некоторые улучшения. В 1963 году Коуэн принимает во внимание излучение и конвекцию на поверхности. [2] Кейп и Леман рассматривают переходный теплоперенос, эффекты конечных импульсов, а также тепловые потери в том же году. [3] Блюмм и Опферманн улучшили модель Кейп-Лемана, добавив решения высокого порядка по радиальной неустановившейся теплопередаче и лицевым тепловым потерям, процедуру нелинейной регрессии в случае высоких тепловых потерь и усовершенствованную запатентованную коррекцию длины импульса. [4] [5]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ WJ Паркер; Р. Дж. Дженкинс; С. П. Батлер; Г. Л. Эбботт (1961). «Метод определения температуропроводности, теплоемкости и теплопроводности». Журнал прикладной физики . 32 (9): 1679. Bibcode : 1961JAP .... 32.1679P . DOI : 10.1063 / 1.1728417 .
- ^ Р. Д. Коуэн (1963). «Импульсный метод измерения температуропроводности при высоких температурах». Журнал прикладной физики . 34 (4): 926. Bibcode : 1963JAP .... 34..926C . DOI : 10.1063 / 1.1729564 .
- ^ JA Cape; GW Lehman (1963). "Температурные и временные эффекты конечных импульсов в методе вспышки для измерения температуропроводности". Журнал прикладной физики . 34 (7): 1909. Bibcode : 1963JAP .... 34.1909C . DOI : 10.1063 / 1.1729711 .
- ^ Патент США 7038209
- ^ Дж. Блюм; Дж. Опферманн (2002). «Усовершенствование математического моделирования импульсных измерений». Высокие температуры - высокие давления . 34 (5): 515. DOI : 10,1068 / htjr061 .