高效加热的脉冲技术

1.试验原理

快速通电脉冲法测量比热容是对导体材料进行快速脉冲电加热并在高温状态下测试其比热容的方法。试验原理是将一根细小的试样在真空中快速加热，在试样中心部位安装两支探针，探针的间距为L，测量试样在两探针之间的电压降和电流，控制脉冲加热时间，测量通过试样的电流和探针间的电压降与时间的函数关系。该法直接对试样进行快速脉冲电加热，试验周期短，测试中由脉冲电加热所获得的热量还来不及散失，测试就已结束。电脉冲加热的能量几乎全被试样吸收，因而减少了高温下的辐射热损，测量精度较高。

2.试验方法

将试样置于高温炉内加热，对棒状试样达到待测温度时再给试样一快速脉冲电加热。按式（3-4）计算出试样的比热容：

式中 c——比热容，单位为J/（kg·K）；

U——试样中心区域内电压探针测出的电压值，单位为V；

I——脉冲电流，单位为A；(www.xing528.com)

m——试样中心区部分的质量，单位为kg；

dρ/dT——温度T时试样电阻率的温度系数；

dρ/dt——温度T时试样电阻率随时间t的变化速率。

3.高速脉冲法测试系统

随着计算机的普及，出现了高速脉冲法计算机测试系统。该系统对试样瞬时通以脉冲大电流，在不到1s的短时间内，可将试样从室温快速加热到所需温度。它采用毫秒级灵敏度和分辨率的光电高温计和高速数据采集装置，能迅速测出通入试样的电能和试样的温度变化等各项参数值，测量温度可高达试样的熔点。高速脉冲法计算机测试系统的原理如图3-3所示。

图3-3 高速脉冲法计算机测试系统框图