专利名称：利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法
技术领域：
本发明涉及一种节能保温材料导热系数的方法，尤其涉及一种利用超声波检测节
能保温材料导热系数的方法。
背景技术：
节能保温材料的保温性能是建筑节能工程的重要指标，导热系数为保温材料的重要热物理性能，也是鉴别节能保温材料保温性能优劣的主要标识。在建筑节能保温设计、施工和新材料研制中，节能保温材料的导热系数成为衡量评价建筑工程是否节能的重要数据，因此检测节能保温材料的导热系数也就成了一个不可或缺的测试指标，故此急需一种方便、快速、现场直接测试节能保温材料导热系数的检测方法。 目前，现有导热系数测定方法就温度与时间的变化关系而言，可分为稳态和非稳态两大类。稳态法具有原理清晰，可准确地获得导热系数的优点，缺点就是比较耗时。非稳态测量法测量时间短、精准，但由于受测量方法的限制，多用于比热为常数的材料在中、高温区导热系数的测量，该测试方法受温度影响较大，不利于建筑节能工程质量的直接快速地检测与评定工作。因此迫切需要一种方便、快速、且能现场直接检测节能保温材料导热系数的检测方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法，以实现对节能保温材料导热系数的快速、直接、便捷的现场工程检测。 为了达到上述目的及其他相关目的，本发明的利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法，包括步骤1)采用现有方法对作为参照的节能保温材料进行检测以获得所述作为参照的节能保温材料的导热系数；2)采用非金属超声检测分析仪对所述作为参照的节能保温材料进行超声检测，检测时，使所述非金属超声检测分析仪的发射换能器与接收换能器分别耦合在所述作为参照的节能保温材料相对的两个平面上，以获得所述作为参照的节能保温材料的声时值；3)根据所述声时值和所述作为参照的节能保温材料相对的两个平面的厚度，计算出所述作为参照的节能保温材料的声速值；4)对N次检测所获得的声速值采用数理统计方法建立声速值与步骤1)中所获得的导热系数之间的本构关系模型；以及5)采用非金属超声检测分析仪对待测的节能保温材料进行检测以获得所述待测的节能保温材料的声速值，并根据所建立的本构关系模型计算出所述待测的节能保温材料的导热系数。其中，所述作为参照的节能保温材料可为120mmX200mmX20mm的试块。
其中，所述现有常规方法为一维稳态保护热板法。 其中，采用非金属超声检测分析仪进行检测的过程中，以黄油作为耦合剂。 其中，所述N次检测为满足数理统计要求的N次；所述数理统计方法为回归分析法。
综上所述，本发明的利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法通过建立声速和导热系数之间的本构关系，由此可实现对节能保温材料导热系数的方便、快速的检测，而且能实现现场直接检测实际工程。
图1为本发明的利用超声波检图。 图2为本发明的利用超声波检图。 图3为本发明的利用超声波检示意图。
具体实施例方式
请参阅图l，本发明的利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法主要包括以下步骤 第一步采用现有方法对作为参照的节能保温材料进行检测以获得所述作为参照的节能保温材料的导热系数，在本实施例中，所述作为参照的节能保温材料采用120mmX 200mmX 20mm的试块1 (如图2所示)，并利用平板导热仪(即采用一维稳态保护热板法)对所述试块的导热系数进行测试，以获得所述试块1的导热系数。
第二步采用非金属超声检测分析仪对所述作为参照的节能保温材料(即试块1)进行超声检测，检测时，使所述非金属超声检测分析仪的发射换能器与接收换能器分别耦合在所述作为参照的节能保温材料相对的两个平面上，以获得所述作为参照的节能保温材料的声时值，如图3所示，为提高检测的精度，发射换能器与接收换能器的轴线位于同一直线上，以便超声波可从试块1内部穿透，检测时换能器频率通常定为50kHz，并以优质黄油为耦合剂，在试块1的两个相对侧面均匀地涂上黄油，且在两个对侧面上选择三对测点，即测试点2、3和4，换能器要均匀受压，并有一定的压紧力，产生超声波待波形稳定后，读取向应的声时值。 第三步根据所述声时值和所述作为参照的节能保温材料相对的两个平面的厚度，计算出所述作为参照的节能保温材料的声速值，即根据c = ^计算声速值，其中，L为垂直于超声波传播方向的试块1的厚度，t为声时。 第四步对N次检测所获得的声速值采用数理统计方法建立声速值与试块1的导热系数之间的本构关系模型。在本实施例中，采用回归分析法建立本构关系模型。即回归分析试块l的导热性能与相应的声速值，建立保温材料导热性能与声速值的函数关系。建立的回归函数的拟合值较大，说明建立的回归函数能较大程度反映出节能保温材料的实际导热系数。N的数值可由检测人员根据实际情况予以控制。 第五步采用非金属超声检测分析仪对待测的节能保温材料进行检测以获得所述待测的节能保温材料的声速值，并根据所建立的本构关系模型计算出所述待测的节能保温材料的导热系数。
测节能保温材料导热系数的方法的操作流程示意测节能保温材料导热系数的方法采用的试块示意测节能保温材料导热系数的方法中对试块的检测
综上所述，本发明的利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法，是通过对作为参照的试块的检测来获得声速和导热系数之间的本构关系，并根据本构关系来实现对待测节能保温材料导热系数的测量，此法为无损检测，灵活实用，成本低，改变了现有导热系数测试方法耗时的缺点，且能方便地从所建立的节能保温材料导热系数与声学参数的本构关系模型中换算出其材料在实际应用中的导热系数，可实现在具体工程中直接、实时、现场测试材料的保温性能。 上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
一种利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法，其特征在于包括步骤1)采用现有常规方法对作为参照的节能保温材料进行检测以获得所述作为参照的节能保温材料的导热系数；2)采用非金属超声检测分析仪对所述作为参照的节能保温材料进行超声检测，检测时，使所述非金属超声检测分析仪的发射换能器与接收换能器分别耦合在所述作为参照的节能保温材料相对的两个平面上，以获得所述作为参照的节能保温材料的声时值；3)根据所述声时值和所述作为参照的节能保温材料相对的两个平面的厚度，计算出所述作为参照的节能保温材料的声速值；4)对N次检测所获得的声速值，采用数理统计方法建立声速值与步骤1)中所获得的导热系数之间的本构关系模型；5)采用非金属超声检测分析仪对待测的节能保温材料进行检测，以获得所述待测的节能保温材料的声速值，并根据所建立的本构关系模型计算出所述待测的节能保温材料的导热系数。
2. 如权利要求1所述的利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法，其特征在于 所述作为参照的节能保温材料为120mmX200mmX20mm的试块。
3. 如权利要求1所述的利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法，其特征在于 所述现有常规方法为一维稳态保护热板法。
4. 如权利要求1所述的利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法，其特征在于 采用非金属超声检测分析仪进行检测的过程中，以黄油作为耦合剂。
5. 如权利要求1所述的利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法，其特征在于所述N次检测为满足数理统计要求的N次。
6. 如权利要求1所述的利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法，其特征在于所述数理统计方法为回归分析法。
全文摘要
本发明的利用超声波检测节能保温材料导热系数的方法，首先采用现有常规方法对作为参照的节能保温材料进行检测，以获得作为参照的节能保温材料的导热系数，接着采用非金属超声检测分析仪对作为参照的节能保温材料进行超声参数检测，以获得作为参照的节能保温材料的声时值，再根据声时值和作为参照的节能保温材料相对平面的厚度，计算出声速值，并对多次检测所获得的声速值采用数理统计方法，建立声速值与所获得的导热系数之间的本构关系模型，实际应用时采用非金属超声检测分析仪对待测的节能保温材料进行检测，并根据所建立的本构关系模型计算出所述待测的节能保温材料的导热系数，由此实现对节能保温材料导热系数的快速、直接、便捷的现场工程检测。
文档编号G01N29/07GK101710104SQ20091020025
公开日2010年5月19日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者刘卫东, 张学伟, 肖煌俊, 邹文宝 申请人:上海理工大学