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龍圖騰網(wǎng)獲悉魯東大學申請的專利基于熱脈沖法的凍土熱特性測量裝置及方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN119510501B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-26發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202411655566.8，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01N25/48；該發(fā)明授權(quán)基于熱脈沖法的凍土熱特性測量裝置及方法是由趙英;吳小龍;王毅;牛忠恩;王海霞設(shè)計研發(fā)完成，并于2024-11-19向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本基于熱脈沖法的凍土熱特性測量裝置及方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于熱脈沖法的凍土熱特性測量裝置及方法，包括：通過加熱器以恒定的功率向圓柱加熱探針進行加熱，第一溫度探針檢測圓柱加熱探針的溫度，并通過傳輸單元上傳至云端中，同時數(shù)據(jù)記錄器實時顯示第二溫度探針與第一溫度探針的溫度數(shù)據(jù)；保持圓柱加熱探針溫度恒定；凍土樣本在圓柱加熱探針的加熱下，獲取凍土樣本的溫度穿透曲線，然后獲取凍土樣本的體積擴散率和體積熱導率。本發(fā)明能夠有效的將最高空間溫度保持在冰點以下，從而估算石英砂和冰含量的整體熱性能，提高測試凍土樣本的估算寒冷地區(qū)整體熱性能的準確性。

本發(fā)明授權(quán)基于熱脈沖法的凍土熱特性測量裝置及方法在權(quán)利要求書中公布了：1.基于熱脈沖法的凍土熱特性測量方法，其特征在于，所述測量方法包括： 基于加熱器對圓柱加熱探針進行恒溫加熱，第一溫度探針檢測圓柱加熱探針的溫度，第二溫度探針檢測凍土的溫度，并通過傳輸單元上傳至云端中，同時數(shù)據(jù)記錄器實時顯示圓柱加熱探針及凍土的溫度數(shù)據(jù)； 當圓柱加熱探針達到目標溫度，通過溫度控制器，保持圓柱加熱探針溫度恒定； 凍土樣本在圓柱加熱探針的加熱下，獲取凍土樣本的溫度穿透曲線和凍土樣本所接收的能量，進而獲取凍土樣本的熱擴散率； 基于圓柱加熱探針的加熱時間和加熱時間所輸出的熱量，得到圓柱加熱探針的總輸出能量； 基于凍土樣本所接收的能量、圓柱加熱探針的總輸出能量和凍土樣本的熱擴散率，獲取體積熱容量； 基于熱擴散率和體積熱容量，獲取體積熱導率； 當圓柱加熱探針通過溫度控制器控制加熱器的能量輸出功率，保持圓柱加熱探針溫度恒定，具體為：當圓柱加熱探針的溫度讀數(shù)下降到預先設(shè)定的溫度下限時，打開加熱器電源，使用低能量輸出功率的短脈沖進行加熱，加熱期結(jié)束后，關(guān)閉加熱器電源，使圓柱加熱探針溫度維持在預設(shè)溫度上限和下限之間；不斷重復本步驟，直至凍土樣本測量結(jié)束； 所述獲取凍土樣本的溫度穿透曲線，具體為： 在圓柱坐標系中的一維瞬態(tài)熱傳導過程為： 其中，T是在第二溫度探針土壤中測得的溫度；r是第二溫度探針距圓柱加熱探針的徑向距離；t是測量凍土溫度穿透曲線的時間；有效半徑re是圓柱加熱探針與第一溫度探針之間的徑向距離；re的最小值等于圓柱加熱探針和第一溫度探針半徑之和；D為熱擴散率； 在通過恒溫熱源進行凍土加熱時，凍土目標溫度T1高于初始溫度T0，但低于冰點； 同時滿足初始條件Tr,0＝T0，T00和邊界條件Tre,t＝T1，T0T10,在拉普拉斯空間的解如下所示： 其中，K0表示第二類零階修正貝塞爾函數(shù)， 其中，s是Tr,t經(jīng)過拉普拉斯變換后，時間t在拉普拉斯空間中的表示； 通過拉普拉斯數(shù)值逆變換，得到溫度在凍土中任意時間的空間分布Tr,t； 使用均方根誤差RMSE評估溫度穿透曲線擬合，具體為： 其中，下標m為測量溫度響應的數(shù)列；N為測量溫度的總數(shù)；Tm和分別表示第二溫度探針土壤中測得的溫度和預測溫度；給定特定的r、re和t，將溫度穿透曲線擬合到現(xiàn)場或?qū)嶒灉囟葋慝@得熱擴散率D； 所述凍土樣本所接收的能量，具體為： 其中，下標i表示測量空間在徑向離散化為M個空間間隔后的第i個離散空間間隔，空間范圍從r＝re到T＝T0時的徑向距離； 基于圓柱加熱探針的加熱時間和加熱時間所輸出的熱量，計算圓柱加熱探針的總輸出能量，具體為： 圓柱加熱探針的總輸出能量Q2t通過溫度控制器測得；加熱周期為具有給定功率Pj和加熱周期tpj的多個脈沖加熱間隔組成，因此總輸出能量是每個周期輸送能量的總和，如下所示： 其中，L是圓柱加熱探針的長度； 所述凍土樣本所接收的能量、圓柱加熱探針的總輸出能量和凍土樣本的熱擴散率，經(jīng)過計算得到體積熱容量，具體為： 由體積熱容量Cb＝ρbcb可得， 其中，ρb為介質(zhì)的密度；cb為介質(zhì)的比熱容； 基于熱擴散率和體積熱容量，獲取體積熱導率，具體為： 土壤體積熱導率為： λb＝DCb。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人魯東大學，其通訊地址為：264025 山東省煙臺市芝罘區(qū)紅旗中路184號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。