保護熱板法導熱系數(shù)測試研究綜述

楊 雯,王瑩瑩,劉加平,劉大龍

(西安建筑科技大學 建筑學院，陜西 西安 710055)

導熱系數(shù)在空間科學、食物材料和工程實踐等領(lǐng)域均有重要作用[1].在建筑應用方面，導熱系數(shù)是鑒別材料保溫性能好壞的重要指標，是研究建筑熱工與節(jié)能領(lǐng)域的重要參數(shù)，精確地測量保溫材料導熱系數(shù)對正確使用建筑保溫材料及節(jié)約建筑物的使用能耗起著關(guān)鍵作用.由于現(xiàn)今建筑材料的高速發(fā)展與多元化，且不同材料的熱性能差距較大，因此使用單一的度量方法對所有材料進行熱導率測量會造成不同程度的誤差.目前熱導率的測定方法已發(fā)展了多種，它們有不同的適用領(lǐng)域、測量范圍、精度、準確度和試樣尺寸要求等，不同方法對同一樣品的測量結(jié)果可能會有較大的差別，因此選擇合適的測試方法至關(guān)重要.

導熱是物質(zhì)世界普遍存在的一個物理過程，人們對導熱系數(shù)的認識和研究有著悠久的歷史，1789年，Ingen-Hausz[2]首次建成了測試固體導熱系數(shù)的穩(wěn)態(tài)比較法實驗裝置.1851年，F(xiàn)orbes[3-6]首次提出了測定導熱系數(shù)的穩(wěn)態(tài)絕對法.1898年，Peirce和Willson[7]首次提出了關(guān)于導熱系數(shù)測試平板法的詳細數(shù)學分析.1899年，Lees首次利用雙試樣系統(tǒng)研究了壓力對熱導率的影響.1912年，Poensgen采用的環(huán)形熱保護加熱器成為了現(xiàn)在有熱保護的熱板測試裝置的原型[8].1970年起，伴隨著能源危機出現(xiàn)后能源科學技術(shù)迅速發(fā)展的迫切需要，人們對導熱系數(shù)的測試和研究無論在廣度或深度上都取得了重大進展.CINDAS材料性能數(shù)據(jù)庫(原TPRC)陸續(xù)出版手冊《Thermophysical Properties of Matter, The TPRC Data Series》[9].1973年，Hahn[10]建立數(shù)學模型確定了保護熱板法計量和保護部分平均溫度的計算方法.1982年，Troussart[11]使用有限元法，建立了熱電堆導線穿過保護熱板法裝置熱板間隙時的熱傳導模型.1985年，Hager等[12]提出在保護熱板法裝置(以下統(tǒng)稱為GHPA)中使用薄箔作為加熱元件，可以使導熱系數(shù)值達到±3%的精確度，且簡單廉價的材料使裝置非常適合用于產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量控制應用方面.Keltner[13]和Bainbridge[14]分別在1988年和1989年確定了無限大矩形平板中心溫度的數(shù)學表達式，并使用格林函數(shù)得到了解析解.2001年，Healy[15]使用ANSYS模擬現(xiàn)有的GHPA中加熱器和冷卻液管的布局，以確定是否會在試件表面產(chǎn)生均勻的溫度，并提出了新的GHPA.2009年，J. Xamán等[16]提出了一個數(shù)學模型，以獲得一個分析GHPA中心板和保護環(huán)內(nèi)熱傳導的熱微分方程解.2011年， Christian等[17]提出了一個使用多重線性回歸分析的新的測試方法來預測兩種不同樣品的導熱系數(shù)的值.

導熱系數(shù)的測定方法分為穩(wěn)態(tài)法和瞬態(tài)法兩大類[18].基于一維穩(wěn)態(tài)原理，穩(wěn)態(tài)法又可分為熱流計法和GHPA.目前在國內(nèi)，GHPA多被用于航天材料導熱系數(shù)的測定，研究人員多選擇使用熱流計法測量建筑材料絕熱材料的導熱系數(shù).熱流計法是一種比較法，是用校正過的熱流傳感器測量通過樣品的熱流，得到的是導熱系數(shù)絕對值.然而GHPA才是目前絕對法中測量建筑和絕熱材料導熱系數(shù)應用最廣且精度最高的方法，由于試樣兩側(cè)的溫度是穩(wěn)定的，GHPA的工作方程也比瞬態(tài)法簡單許多.GHPA中“保護”兩字意指使用保護裝置盡可能地消除試件邊緣的熱損失，保證傳熱的一維性.GHPA幾何結(jié)構(gòu)簡單，允許樣品接近相變的臨界狀態(tài)，缺點是獲得每個數(shù)據(jù)點的時間較長.如表1所示，同樣是測量建筑材料導熱系數(shù)的穩(wěn)態(tài)法，相比于GHPA，熱流法測試材料的導熱系數(shù)范圍和冷熱板溫度跨度均偏小，且誤差大，故本文以GHPA作為主體展開研究.

表1 熱流計法與保護熱板法測試性能對比(以德國耐馳公司產(chǎn)品為例)Tab.1 Test performance comparison between heat flow meter & guarded-hot-plate apparatus

本文從原理、儀器、標準和測試精度四個方面對GHPA進行了介紹分析，從了解原理到測試儀器的選擇到參考標準的設(shè)定再到裝置裝配等，為從事建筑材料導熱系數(shù)測定的科研人員對GHPA形成較為全面系統(tǒng)的了解奠定基礎(chǔ).

1 原理

GHPA測試時熱源位于同一材料的兩塊樣品中間，使用兩塊樣品是為了獲得由熱板向上與向下方向散出的全部熱流，使加熱器的熱量被測試樣品完全吸收[19]，圖1(a)為理想狀態(tài)下裝置試件處傳熱，圖1(b)為實際狀態(tài)下加熱板邊緣熱損失下的傳熱，消除熱損失是提高GHPA精確度的重要環(huán)節(jié).

圖1 傳熱圖Fig.1 Heat transfer

測量過程中，設(shè)定輸入到熱板上的能量.通過調(diào)整輸入到輔助加熱器上的熱量，對熱源與輔助板之間的測量溫度和溫度梯度進行調(diào)整.熱板周圍的保護加熱器、絕熱材料、樣品的放置方式確保從熱板到輔助加熱器的熱流是線性的、一維的.圖2為GHPA導熱系數(shù)測試儀原理圖，儀器組件延中心平板對稱布置，測試人員使用兩個完全相同的樣品，分別放置在主熱板和上下兩個輔助熱板之間.冷熱板起維持試件表面的邊界條件常數(shù)(溫度)的作用，儀器控制兩個輔助熱板在同一溫度下，并保持主熱板和保護熱板處于更高的溫度.保護熱板圍繞主熱板，以減小側(cè)面的熱流量，外部的保護熱板在高溫和低溫狀態(tài)下能提供輔助性的隔熱，通過樣品的熱流量相等于供給主熱板的能量.依靠真空表加壓空氣和液氮系統(tǒng)降低溫度、旋轉(zhuǎn)或渦輪泵系統(tǒng)創(chuàng)造不同測試環(huán)境，利用兩側(cè)爐創(chuàng)造冷熱板周圍的溫度以消除徑向熱損失.理想狀態(tài)下，冷熱板應與試件完全接觸，通過它們的熱流必須是一維且獨立的，從熱板到冷板的熱流延Z軸方向，垂直于平板表面.導熱系數(shù)由下列參數(shù)計算而得：每一樣品的厚度與溫度差、提供給主熱板的能量、主熱板的板面積.GHPA的應用領(lǐng)域包括：纖維板、纖維片、疏松填充的玻璃纖維、礦棉、橫長纖維、陶瓷纖維、泡沫塑料(PUR, EPS, XPS, polyimide)、粉末、泡沫(玻璃、橡膠)、真空絕熱板(VIP)、多層復合板、石膏板、木材、纖維板、水泥、砂、土壤等.

圖2 保護熱板法導熱系數(shù)測試儀原理圖Fig.2 Schematic diagram of means of the guarded-hot-plate apparatus

2 保護熱板法導熱系數(shù)測試儀器

導熱系數(shù)測試儀器的合理選擇對提高導熱系數(shù)測試的精度十分關(guān)鍵.目前中國國內(nèi)引進GHPA知名度較高的公司為中國湘潭湘怡儀器有限公司、美國ITI公司和德國耐馳公司，表2對這三個公司生產(chǎn)的GHPA進行了簡單的對比.由表2可知，DRH系列標準型號和C-600-S、C-1200-S固體熱傳導率測試儀只能設(shè)置室溫及以上的溫度進行測試，而DRH系列定制型號，雖然將測試溫度最低值調(diào)整至零下，但相應的最高溫度也降低至60℃，溫度跨度并無明顯提高，故裝置應用的廣泛性也隨之下降.DRH系列，C-600-S、C-1200-S，GHP456系列的測試樣品均需要提前按照既定的尺寸制備，這樣對有效控制試件邊緣熱損失、維持一維穩(wěn)態(tài)傳熱等均有很大的幫助.C-600-S、C-1200-S對試件尺寸的精確度多了一個數(shù)量級的要求，這在某種程度上會使試件制備的要求更為嚴格.另，從參考標準種類來看，GHP456系列更具推廣性.測試范圍由寬到窄排序：GHP456、DRH、C-1200-S；測試準確度由高到低排序：GHP456、C-1200-S、DRH(準確度來自儀器生產(chǎn)廠家提供的報告說明、在此基礎(chǔ)上對已使用該裝置的用戶進行了后期反饋調(diào)查加以修正)；價位由低到高排序：DRH、C-1200-S、GHP456.

表2 導熱系數(shù)測試儀(保護熱板法)對比Tab.2 Comparison of the means of the guarded-hot-plate apparatus

3 現(xiàn)行標準

隨著導熱系數(shù)測量在工程熱物理學、材料科學、計量測試學等科學領(lǐng)域的交叉中不斷發(fā)展，各國均逐步形成了較為完整的GHPA測試體系并發(fā)行了相關(guān)標準，由表2可知，不同儀器選用的參考標準不同，下面針對各國標準的適用范圍等內(nèi)容進行進一步說明.

3.1 適用范圍

目前我國實行的保護熱板法測導熱系數(shù)的標準為GB T 10294-2008[20]，等同采用國際標準ISO 8302-1991[21].ISO8302標準中規(guī)定試件的熱阻不應小于0.1 m2·K/W，此時按照標準方法建立裝置和操作，當試驗平均溫度接近室溫時，測量傳熱性質(zhì)的準確度能達到±2%.在裝置設(shè)計時足夠注意，且經(jīng)過廣泛的檢查并與別的類似裝置相互參照測量后，在裝置的整個工作范圍內(nèi)，應能達到大約±5%的準確度.若試件的熱阻小于0.02 m2·K/W，則此精度無法滿足.標準中測試方法的應用范圍，受裝置在試件中維持一維穩(wěn)態(tài)均勻熱流密度的能力和以要求的準確度測量功率、溫度和尺寸的能力所限制.亦受試件的形狀、厚度和結(jié)構(gòu)的均勻一致(當使用雙試件裝置時)、試件表面平整和平行度的限制.

參考文獻References

歐洲標準BS EN 12667-2001、BS EN 12664和BS EN 12939[23-25]分別適用于中高熱阻建筑材料的熱物性測試、中低熱阻干濕建筑材料的熱物性測試和中高熱阻厚建筑材料的熱物性測試，均采用保護熱板法或熱流計法.

EN 12667規(guī)定由于受接觸熱阻的影響，試件的熱阻不得小于0.5 m2·K/W，EN 12664規(guī)定試件無論是在干燥狀態(tài)下或在潮濕空氣中達到平衡狀態(tài)，熱阻值均不得小于0.1 m2·K/W，(濕)透射率或?qū)嵯禂?shù)不得超過2 W/(m2·K)(大部分砌筑試件的熱阻預計為小于0.5 m2·K/W).兩個標準的操作溫度范圍均為-100～100 ℃.均提供了設(shè)備性能和測試調(diào)價的附加限制和按照本標準規(guī)定要求設(shè)計的設(shè)備實例，不提供通用設(shè)備的設(shè)計程序、設(shè)備故障分析、性能檢查或設(shè)備準確性評估，不提供總的指導和背景信息(如傳熱屬性的報告，試件制備的產(chǎn)品依賴性)，多個測量程序(如評估試件非均勻性的影響，超過裝置能力的試件厚度的測試，關(guān)于厚度影響相關(guān)性的評價).EN 12939提供了超過GHPA和熱流計法允許的試件厚度(不得超過100 mm)的確定方法，提供了評價厚度影響相關(guān)性的指導，以確定厚試件的熱阻是否可以以試件切割片的熱阻總和來計算.對ISO 8302中的相關(guān)內(nèi)容起到了補充作用.

本研究使用Eg-β-actin作為內(nèi)參，通過RT-qPCR方法鑒定油棕葉、花和果中DGAT2的轉(zhuǎn)錄水平。結(jié)果顯示， DGAT2在油棕葉片和雌花的表達量較低，在雄花中的表達量最高，相比葉片表達量增長了3.8倍，雌花的表達量僅為雄花的25.6%(圖7)。說明DGAT2在初始發(fā)育階段表達量較低，成熟果實和雄花中的表達量較高。

歐洲標準委員會頒布的技術(shù)規(guī)范 CEN/TS 15548-1-2014[26]，該標準在EN 12667的基礎(chǔ)上進行了補充，測試溫度范圍變?yōu)?100～850 ℃，可大致分為-100 ℃～室溫，室溫～100 ℃和100 ℃以上三種溫度跨度形式.由于在高溫環(huán)境下進行測試，此方法的精確度無法達到ISO8302中規(guī)定的±2%(環(huán)境溫度接近室溫時的精度).擴充溫度范圍是因為高溫環(huán)境下溫度測量的不確定性增加；溫度傳感器在高溫環(huán)境下操作時，其性能會大大下降，因此需要更為頻繁的校準檢查；由于加熱器的非均勻性，平板上的熱點增加，故熱點附近的傳感器易提供虛假數(shù)據(jù)；溫度的升高導致了輻射熱交換更為活躍，需要增加對試樣進行膨脹收縮問題的規(guī)定.由于加熱板的材料需要在較高的操作溫度下保持其機械性能，此技術(shù)規(guī)范要求加熱板必須達到一定的厚度，以保證平板上溫度均勻分布，但反過來，加熱板變厚又導致平板邊緣的得熱失熱增加.

歐洲標準委員會頒布的技術(shù)報告 CEN/TR 15131-2006[27]補充了關(guān)于受厚度影響的中高熱阻材料傳熱建模的技術(shù)資料， EN12939中用來測量較厚的中高熱阻試件的程序中使用了內(nèi)插公式進行計算，此技術(shù)報告提供了其最低限制的背景資料.所有用來評價較厚試件熱性能的測試程序均要求效用，本質(zhì)上是根據(jù)包含了許多材料參數(shù)和測試條件的插值函數(shù).并不是所有材料的插值函數(shù)和材料參數(shù)都相同.此技術(shù)報告還給出了從上述插值公式中得出的圖表以評估一些絕熱材料厚度影響的相關(guān)性.

3.2 發(fā)展歷程

表3介紹了上述標準的發(fā)展歷程，對同系列標準新版對比舊版新增或更改內(nèi)容進行了說明.

式(15)中Resmax，Cmax，Pmax為目標芯片可提供的相關(guān)代價函數(shù)的最大數(shù)值，用于歸一化各項代價函數(shù)取值，參數(shù)w1,w2,w3為各項代價函數(shù)權(quán)值，可以根據(jù)實際需要進行賦值.

表3 各國標準發(fā)展歷程Tab.3 Development path of standards

4 如何提高測量精度

熱導率是材料的固有屬性，故熱導率的大小從宏觀上主要取決于材料的相、結(jié)構(gòu)、化學組成、表面平整度等，從微觀上主要取決于材料中水分子的含量、均勻性、各向同性、原子被包裹在晶格內(nèi)的緊密度等.我們將上述材料性質(zhì)歸結(jié)為試件條件，除了試件條件，實驗室環(huán)境條件、測試儀器條件和人員操作均會在測量過程中帶來不同程度的誤差，對熱導率的測量精度產(chǎn)生影響.

4.1 試件條件

[16] XAMáN J, LIRE L, ARCE J. Analysis of the temperature distribution in a guarded hot plate apparatus for measuring thermal conductivity[J]. Applied Thermal Engineering, 2009, 29(4): 617-623.

中醫(yī)法5～7分者的30日內(nèi)死亡率高于2～4分者，差異有統(tǒng)計學意義（x2=55.456，P=0.000＜0.05）；7分以上者死亡率為89.19%。NEWS法5～7分者的20日內(nèi)死亡率高于2～4分者，差異有統(tǒng)計學意義（x2=55.088，P=0.000＜0.05）；7分以上者死亡率為89.04%。見表1。二者的曲線擬合度Z為0.239，P為0.81。

[1] PATEL Romil, PATEL Chintan, PATEL Pratik. A review paper on measure thermal conductivity[J]. JETIR, 2016, 2(3): 51-53.

4.1.2 厚度

在防護熱板法測試中，確定絕熱材料的厚度具有重要意義.由于受室內(nèi)熱環(huán)境的影響，如熱可逆膨脹、收縮或熱不可逆膨脹、收縮，試件的厚度會產(chǎn)生細微變化，從而引起熱傳導過程的變化.放置在設(shè)備中的試件厚度決定了材料的密度以及在測試熱物性時的溫度梯度.由于傳遞系數(shù)與試件厚度有關(guān)，所以不滿足導熱系數(shù)和熱阻系數(shù)(兩者都是材料的固有特性)定義的要求.對于這些材料，可能希望測定應用條件下的熱阻.可以相信所有材料都有一個熱傳遞系數(shù)與厚度有關(guān)的厚度下限.低于此厚度時，試件可能有獨特的傳熱性質(zhì)，但不是材料的性質(zhì).

筆者認為，在滿足上述條件外，還可采用以下措施控制溫度：

4.1.3 其他

另外，若采用雙試件裝置測量，應使兩試件盡可能地相同，減少溫差的差別，從而減少不對稱條件引起的誤差.試件的制備和狀態(tài)調(diào)節(jié)應按照被測材料的產(chǎn)品標準進行，參考GB-T 15000 《標準樣品工作導則》[28]，對已經(jīng)制備好的試件應給予合理的處置和貯存，如加以標識、維護和隔離，必要時，可采用避光、抽真空、防潮或充惰性氣體包裝，防止外界環(huán)境使試件性質(zhì)發(fā)生改變.

首先，當客戶不再擁有自己的車隊和倉儲庫存而是全部依賴于“第三方”為它和它的客戶提供部分或全部的物流服務時用戶和第三方物流公司之間就會形成共享信息、共擔風險、共同獲利的關(guān)系[14]。

4.2 儀器條件

在前文對現(xiàn)有的保護熱板法熱導率測試儀的性能情況大致介紹了的基礎(chǔ)上，如何進一步對一個新入或改進過的保護熱板裝置進行各項性能檢測校核？或者說，在設(shè)計裝配裝置中還應考慮哪些因素以提高整個測試系統(tǒng)的準確性.

4.2.1 系統(tǒng)內(nèi)溫度控制

溫度是影響熱導率的一個關(guān)鍵性因素.GB 10294規(guī)范中對系統(tǒng)內(nèi)的溫度測量已經(jīng)有了比較詳細規(guī)定，例如如何進行溫度不平衡度的檢測、利用永久性埋設(shè)在面板溝槽內(nèi)或放在與試件接觸的表面下的溫度傳感器測量表面溫度、溫度傳感器的位置與安裝方法等等.同時，也論述了溫度測量系統(tǒng)的校準方法：把裝有試件的防護熱板組件密封于空氣調(diào)節(jié)箱內(nèi)，調(diào)節(jié)冷卻單元的溫度為其使用范圍內(nèi)某一適當值，把箱體內(nèi)部的環(huán)境溫度控制到同一溫度值，不向加熱單元的計量加熱器和防護加熱器施加電功率，此時加熱單元的溫度必須與冷卻單元溫度一致，差異應在測量系統(tǒng)的噪聲范圍內(nèi).

2.2.5 穩(wěn)定性試驗 按照“2.2.1”項下的方法制備供試品溶液，分別于0、2、4、6、8、12、24 h進樣，精密吸取供試品溶液10 uL，注入液相色譜儀，記錄葛根素的峰面積。結(jié)果平均峰面積為7 592 098.7，RSD值為0.25%，表明樣品在24 h內(nèi)穩(wěn)定。

ISO8302中規(guī)定試件的厚度應大于當厚度進一步增加時材料、產(chǎn)品或系統(tǒng)的傳遞系數(shù)變化不大于2%時的厚度.試件越薄、密度越小，熱阻與傳導以外的傳熱過程越有關(guān)系.試件的最小厚度受試件與熱板、冷板之間接觸熱阻的限制，最大厚度受試件邊緣的邊界條件制約.測量試件厚度方法的準確度應小于0.5%.建議盡可能在裝置里、在實際的測定溫度和壓力下測量試件厚度.可用裝在冷板四角或邊緣的中心的垂直于板面的測量針或測微螺栓測量試件厚度.有效厚度由試件在裝置內(nèi)和不在裝置內(nèi)時(冷板用相同的力相對緊壓)測得距離的差值的平均值確定.ASTM C177則建議在測試熱傳遞性前后均對試件厚度進行測量，測試試件厚度的建議過程是測量安裝在裝置時的厚度，并且在附件中用大量的篇幅介紹了如何測量厚度、厚度的限制以及可能產(chǎn)生的誤差.

具有超低熱膨脹系數(shù)的絕熱材料以提高裝置內(nèi)的溫度穩(wěn)定性.由于受到室內(nèi)熱環(huán)境的影響，如熱可逆膨脹、收縮或熱不可逆膨脹、收縮，試件的物性會產(chǎn)生細微變化，從而引起熱傳導過程的變化.極低的熱膨脹系數(shù)，可以使這種變化引起的誤差量級降低.

1945年原子彈爆炸之后，“科技發(fā)展下去將發(fā)生毀滅性災難甚至毀滅人類”就逐漸成為流行的觀點，甚至在電影銀幕上大行其道，但這種看法并沒有得到學術(shù)界和社會主流的認可，迄今為止悲觀派與樂觀派仍然各執(zhí)一詞。筆者認為，兩派是不對稱的，如果悲觀派錯了，至多只是放緩、延遲科技的發(fā)展而已，如果樂觀派錯了，則將積重難返、萬劫不覆，將錯失人類自我拯救的最后時機。

目前的熱導率測量儀更多地采用被動措施控溫，但如果加入主動措施(反饋控制系統(tǒng)主動補償溫度的變化)將會大大提高儀器的溫控精度，將其溫度的長期波動降低.首先需要一個溫度參考(高穩(wěn)定性、波動低)，通過測量溫度與參考溫度對比來獲得鑒溫誤差信號，然后再通過反饋來校正溫度.

分析比較兩組患者的護理質(zhì)量考評結(jié)果、護理缺陷發(fā)生次數(shù)及總滿意度，護理質(zhì)量由質(zhì)控小組采取百分考核制進行考評，護理缺陷由責任組長登記并匯總，滿意度調(diào)查借助我院自制的護理滿意度調(diào)查表，實施問卷調(diào)查，共設(shè)置3個選項（不滿意、滿意、非常滿意）10項問題，患者入院時由責任護士發(fā)放調(diào)查表，填寫結(jié)束后，科室統(tǒng)一收回，總結(jié)問卷調(diào)查結(jié)果，錄入計算公式，進行相關(guān)的計算。總的護理滿意度為滿意和非常滿意率之和[2]。

4.2.2 濕度控制

由于試件的干燥度是影響熱導率的關(guān)鍵因素之一，且目前國際上最常使用的ASTM標件玻璃棉對濕度控制有很高的要求，故筆者認為即使在裝置內(nèi)較難引起標件濕度變化，也應在使用了標準試件的同時，對裝置系統(tǒng)內(nèi)的濕度進行控制，避免傳濕過程的變化不確定性和不可控性對測量結(jié)果造成誤差.

來諭極見善疑，然以他人言之，似不必，疑於吾輩，則又過疑矣。夫所謂飲酒茹葷與不能純一警惕者，是今之常也，斬關(guān)而責穿窬，兄亦誤矣。若吾輩則應期所謂濫醉猶可祀天地者也，而況于實未嘗飲乎？然所謂作官與此相似者，則深為有理，似亦不必質(zhì)于蒙而后解疑也。草草奉答，辭涉于戲，請勿多疑。(《中峰集》卷六)

4.2.3 振動控制

20世紀人們就認識到了振動會通過對傳熱介質(zhì)周圍的邊界層形成強烈的擾動等方式影響傳熱效果.筆者認為，為了減少熱阻與傳導以外的傳熱過程的關(guān)系，在導熱率測試儀本身未考慮防振的情況下，為了提高測試精度，可選擇性設(shè)置被動振動隔離系統(tǒng)，利用機械阻尼結(jié)構(gòu)的振動特性來減少振動.目前的商用的被動隔振平臺已經(jīng)在尺寸和重量上降低了很多，但一般其自然頻率大約在1 Hz左右，只能對高于1 Hz的振動進行衰減.如若需要更為精密的振動調(diào)控，也可使用主動隔振技術(shù)，利用機電反饋控制技術(shù)來主動補償傳感器所檢測到的振動，或通過合理設(shè)計設(shè)備內(nèi)部幾何形狀和支撐方式來降低對振動的敏感度.如若裝置本身體量較大，可以在一定程度上防震，也應考慮體量過大帶來的搬運及后期維護問題，如何在盡可能減少裝置體量的同時隔振，是待解決的問題.

4.2.4 其他

除了上述提到的控制因素外，還應對工作表面的平整度和熱輻射率定期進行測量檢查，如GB 10294中就規(guī)定了在任何操作條件下，平整度應優(yōu)于0.025%，且加熱單元和冷卻單元面板均不應與試件及環(huán)境發(fā)生化學反應，如圖2中，假定一個理想平面與板的表面在P點接觸，表面上任何其他點B與理想平面的距離AB與A點到參考接觸點P的距離AP之比應小于0.025/100；合理設(shè)置電氣測量系統(tǒng)，電氣測量系統(tǒng)與加熱器的設(shè)計、使用的測溫傳感器和溫差傳感線路有關(guān)，這些線路的輸出范圍隨裝置的工作范圍變化，很可能變化達幾個數(shù)量級，需選擇高線性、寬量程或低線性、多量程的測量儀器對電氣系統(tǒng)進行控制；合理控制裝置內(nèi)部熱噪聲；增加外方護套或先行溫度梯度的防護套以限制防護部分及試件外邊緣熱損失等等.

圖6 表面偏離真實平面Fig.6 Extent of the work surface departing from ideal plane

4.3 實驗室環(huán)境條件與人員操作

目前的研究結(jié)果表明，保護熱板法熱導率測試對實驗室環(huán)境并未有嚴格的要求，這是因為為了滿足一維穩(wěn)態(tài)傳熱，裝置儀器使用絕熱材料等將整個測試部分與實驗室環(huán)境隔離開，形成了完全封閉的空間，在封閉的空間內(nèi)部由裝置自動調(diào)節(jié)控制各環(huán)境參數(shù).實驗室環(huán)境條件與人員操作要求可參考ISO/IEC 17025:2005《檢測和校準實驗室能力的通用要求》.對諸如生物消毒、灰塵、電磁干擾、輻射、濕度、供電、溫度、聲級和振級等應予重視，并具有安全處置、運輸、存放、使用和有計劃維護測量設(shè)備的程序，確保所有操作專門設(shè)備、從事檢測和校準人員的能力，減少人員操作誤差.

根據(jù)山東省地方史志編纂委員會的統(tǒng)一部署，勝利油田承擔《山東省志·石油工業(yè)志》的續(xù)修任務。自2008年啟動續(xù)志以后，在油田各級領(lǐng)導的重視支持和省史志辦的指導總纂下，油田史志辦精心組織，潛心編纂，充分發(fā)揮領(lǐng)導“推手”、供稿人“托手”、專家“拉手”、編輯“抓手”、主編“控手”作用，2012年底《山東省志·石油工業(yè)志（1996—2005）》（以下簡稱《石油志》）順利出版印刷，并榮獲2012年度“山東省優(yōu)秀史志成果獎”，被評為優(yōu)秀省志分志。

5 總結(jié)與展望

基于一維穩(wěn)態(tài)原理，GHPA測量導熱率精準度最高，但價格昂貴，這也是大多數(shù)科研人員不選用它作為建筑和絕熱材料導熱系數(shù)測定裝置的主要原因，如何在保證測試精度的基礎(chǔ)上增加GHPA的推廣性還有待研究；現(xiàn)行GHPA相關(guān)標準(中國、美國、歐洲)的內(nèi)容并無太大差別，具體細節(jié)略有不同；要想進一步提高保護熱板法熱導率測量精度，必須從試件條件、儀器條件、實驗室環(huán)境條件和人員操作三個方面考慮，且目前國內(nèi)大多引進NIST和NPL生產(chǎn)的標件進行標定測量，國內(nèi)在研制我國統(tǒng)一的可溯源性材料導熱系數(shù)標準試件等問題上還存在很大的進步空間.

美國實行ASTM C177[22]標準，以保護熱板法為測試原理，適用于不透明固體材料、多孔材料及透明材料等熱傳導率小于16 W/(m2·K)的試件測試，該方法適用于廣泛的環(huán)境條件，包括極端環(huán)境或不同氣體和壓力環(huán)境中的測試.若檢測試件在垂直于熱流方向存在不均勻性(如層狀結(jié)構(gòu))，可以用這個測試方法來評估.但是，若檢測試件在熱流方向存在不均勻性(如絕熱系統(tǒng)的熱橋部位)，則不應采用此方法進行測量.

保護熱板法測量熱導率時使用的試件必須是均質(zhì)的，這是因為在測量非均質(zhì)試件熱阻或熱導率時，試件內(nèi)部和計量區(qū)域表面的熱流密度可能既非單向又不均勻，試件中會存在熱場變形，且若試件雖然是均勻的，但是各向異性(即試件內(nèi)平行于試件表面方向測定的導熱系數(shù)分量與垂直于表面的方向測定的導熱系數(shù)分量不同)，導致嚴重誤差(邊緣熱損失誤差和不平衡誤差等).從而使試件中的熱流等背離一維穩(wěn)態(tài)傳熱模式，且這種變化是不可準確預測的，大部分的誤差計算時均會限制簡化的邊界條件，假定試件為輻射的不透明體，故如果試件為半透明體，也會使誤差計算不準確.要想減少上述誤差，需對試件進行均質(zhì)性評估并對試件的邊緣部分做好絕熱措施.

丁小慧才不相信許諾是那種人，她是認識許諾的。當初，許諾開著一個小加工廠，想跟丁小慧的爸爸談合作，承包一個金屬零件的制作?？墒?，他的技術(shù)水平有限，做出來的零件并不符合規(guī)范，丁爸爸一口回絕了他。許諾很固執(zhí)，一次又一次拿著新樣品上門，每次都比上次更好一點。最后那次，丁小慧看他滿臉失望地下了樓，樓下一個模特般的女孩在等他，他克制著自己的失落，努力沖她笑。

當小象認出安吉，邁著笨拙的步子興奮地朝安吉趕來的那個瞬間，是安吉一周里最幸福的時刻。又一個周三，安吉再次來到大象園，卻沒有看到等在欄桿里的熟悉的身影。

[2] INGEN Hausz. On metals as conductors of heat[J].J. de Physique, 1789, 34(68), 380-387.

[3] FORBES J D. On the progress of Experiments on the Conduction of Heat, undertaken at the Meeting of the British Association at Edinburgh, in 1850 [J]. Brit. Assoc. Adv. Sci.,1851, 21:7-8.

[4] FORBES J D. On Experiments on the Laws of the Conduction of Heat[J]. Brit. Assoc. Adv. Sci., 1852, 22: 260-261.

[5] FORBES J D. Experimental Inquiry into the Laws of the Conduction of Heat in Bars, and into the Conducting Power of Wrought Iron[J]. Trans. Roy. Soc. Edinburgh, 1864, 23: 133-146.

對于村鎮(zhèn)銀行來說，我們主要從三個方面來討論。首先，從村鎮(zhèn)銀行貸款業(yè)務的違約概率來看。我們假定村鎮(zhèn)銀行貸款業(yè)務的平均違約概率為P(0＜P＜1)，P值會受到監(jiān)管部門監(jiān)管強度的影響，隨著監(jiān)管強度θ的增加，村鎮(zhèn)銀行的選擇會偏向更為優(yōu)質(zhì)的貸款客戶，P值隨之下降，下降的速率呈遞減趨勢并最終趨同于0。在監(jiān)管強度超過一定程度θ*后P值將不再降低，表明村鎮(zhèn)銀行貸款的平均違約概率能夠被監(jiān)管強度上升改變的最高限度，即:

[6] FORBES J D. Experimental Inquiry into the Laws of the Conduction of Heat in Bars. Part II. On the Conductivity of Wrought Iron, Deduced from the Experiments of 1851[J]. Trans. Roy. Soc. Edinburgh, 1865, 24:73-110.

[7] PEIRCE B O, WILLSON R W. On the thermal conductivities of certain poor conductors:I[J]. Proc. Am. Acad. Arts and Sci, 1898, 34(1): 1-56.

[8] 杜洛金, 奚同庚,等.固體熱物理性質(zhì)導論:理論和測量[M].北京：中國計量出版社，1987.

DU Luojin，XI Tonggeng, et al. Introduction to solid thermophysical properties: theory and measurement [M].Beijing: China Metrology Publishing House, 1987.

[9] TOULOUKIAN Y S, POWELL R W, HO C Y, et al. Thermophysical Properties of Matter-The TPRC Data Series. Volume 10. Thermal Diffusivity[R]. Fort Belvoir:TEP/AC, 1974.

[10] HAHN M, ROBINSON H, FLYNN D. Robinson line-heat-source guarded hot plate apparatus[C]. Symposium by ASTM Committee C-16 on Thermal and Cryogenic Insulating Materials, Philadelphia:ASTM International, 1973:167-192.

[11] TROUSSART L R, Analysis of errors in guarded hot plate measurements as compilated by the finite element methods[C]. Symposium by ASTM Committee C-16 on Thermal Insulation, Quebec:ASTM International, 1982:7-28.

[12] HAGER N E. Recent developments with the thin-heater thermal conductivity apparatus[J]. Journal of Building Physics, 1985, 9(2): 111-122.

[13] KELTNER N, BAINBRIDGE B, BECK J. Rectangular heat source on a semi-infinite solid: an analysis for a thin film heat flux gage calibration[J]. Journal of Heat Transfer, 1988, 110: 42-48.

[14] BAINBRIDGE B. A Green′s function solution for a rectangular heat source on an infinite plate[J]. National Heat Transfer Conference, 1989, 112: 23-30.

[15] HEALY W. Using finite element analysis to design a new guarded hot plate apparatus for measuring the thermal conductivity of insulating materials[J]. National Institute Standards Technology, 2001, 1:1-9.

4.1.1 均勻性、各向同性

[17] SANJAYA C S, WEE T H, TAMILSELVAN T. Regression analysis estimation of thermal conductivity using guarded-hot-plate apparatus[J]. Applied Thermal Engineering, 2011, 31(10): 1566-1575.

[18] BUCK W, RUDTSCH S. Handbook of materials measurement methods[J]. Springer Berlin Heidelberg, 2006, 40(9): 399-429.

[19] SALMON D. Thermal conductivity of insulations using guarded hot plates, including recent developments and sources of reference materials[J]. Measurement Science and Technology, 2001, 12(12): 89.

[20] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測定 防護熱板法: GB/T 10294-2008 [S].北京：中國標準出版社, 2008.

Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People′s Republic of China. Thermal insulation—Determination of steady-state thermal resistance and related properties: guarded hot plate apparatus: GB/T 10294-2008 [S]. Beijing: China Standards Press, 2008.

[21] ISO. Thermal insulation; determination of steady-state thermal resistance and related properties; guarded hot plate apparatus: ISO 8302-1991[S]. Geneva, Switzerland: International Organization for Standardization, 1991.

[22] ASTM. Standard test method for steady-state heat flux measurements and thermal transmission properties by means of the guarded-hot-plate apparatus: ASTM C177[S]. Philadelphia:ASTM, 2013.

[23] BSI. Thermal performance of building materials and products- determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods-products of high and medium thermal resistance: BS EN 12667[S]. London: BSI British Standards,2001.

[24] BSI. Thermal performance of building materials and products determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods dry and moist products of medium and low thermal resistance: BS EN 12664[S]. London: BSI British Standards, 2001.

[25] BSI. Thermal performance of building materials and products-Determination of thermal resistance by means of guarded hot plate and heat flow meter methods-Thick products of high and medium thermal resistance: BS EN 12664[S]. London: BSI British Standards, 2001.

[26] BSI. Thermal insulation products for building equipment and industrial installations-Determination of thermal resistance by means of the guarded hot plate method Part 1: Measurements at elevated temperatures from 100 ℃ to 850 ℃: CEN/TS 15548-1-2014[S]. London: British Standards Institution, 2014.

[27] BSI. Thermal performance of building materials-The use of interpolating equations in relation to thermal measurement on thick specimens-Guarded hot plate and heat flow meter apparatus: CEN/TR 15131-2006[S]. London: British Standards Institution, 2006.

[28] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 標準樣品工作導則: GB/T 15000 [S].北京：中國標準出版社, 2012.

Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People′s Republic of China. Directives for the work of reference materials: GB/T 15000 [S]. Beijing: China Standards Press, 2012.

主人公Pi與動物們在跟隨父母一起移民加拿大的途中遭遇不測，只剩下他和一只黑猩猩、一匹受傷的斑馬、一條鬣狗和一頭饑餓的孟加拉虎開始了在海上漂流的冒險經(jīng)歷。隨著殘酷的弱肉強食生死戰(zhàn)爭，最后只剩下Pi和孟加拉虎理查德·帕克，通過奈斯式的直覺方法與深層追問式的推理，Pi得出了七個方案。