一种隔热混凝土复合材料保温性能检测系统

本发明涉及建筑材料热工检测，尤其涉及一种隔热混凝土复合材料保温性能检测系统。

背景技术：

1、隔热混凝土复合材料保温性能检测通常基于试样在冷热边界作用下的热学响应进行，现有技术多通过温度采集、热流采集、表面热场观测以及整体热阻或等效导热系数计算评价材料保温能力，随着材料内部结构向多区域、多界面复合结构发展，检测过程还需兼顾不同检测阶段热响应之间的对应关系，以提高保温性能变化表征的准确性。

2、现有检测技术仍存在不足：不同来源热响应缺少统一的采样时刻、传感位置和热场区域对应关系，难以形成连续一致的对齐结果；检测结果偏重整体热阻或整体等效导热系数，难以识别热通路变化、界面热阻变化和局部热桥位置；不同检测阶段之间缺少连续关联和阶段差异识别，影响阶段保温衰减判定及最终检测结论的准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种隔热混凝土复合材料保温性能检测系统。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种隔热混凝土复合材料保温性能检测系统，包括：试样边界构建模块，对隔热混凝土复合材料试样执行装夹定位处理、厚度读取处理、轮廓读取处理和传感位置标识处理，生成试样边界基础数据；分阶段热激励模块，对试样边界基础数据执行热面边界构建处理、冷面边界构建处理、恒定温差激励处理、阶跃升温激励处理、阶跃降温激励处理和恢复阶段激励处理，生成边界温度控制数据；多源热响应采集模块，对试样边界基础数据和边界温度控制数据执行热面温度采集处理、冷面温度采集处理、表面热场图像采集处理、穿透热流采集处理、内部温度分布采集处理和阶段质量变化采集处理，生成时序热响应数据集；热响应对齐整理模块，对时序热响应数据集和试样边界基础数据执行采样时刻对齐处理、传感位置对齐处理、热场区域对应处理和检测阶段切片处理，生成热响应对齐数据；热通路重构模块，对热响应对齐数据执行表面热场离散识别处理、穿透热流关联处理、内部温度梯度关联处理和landweber迭代内部热传导反演算法处理，生成区域热通路数据、界面热阻分布数据和局部热桥指示数据；湿热修正评估模块，对阶段质量变化采集结果、区域热通路数据和界面热阻分布数据执行湿热状态关联处理、pettitt突变点阶段衰减识别算法处理和保温衰减修正处理，生成湿热耦合修正数据和阶段保温衰减数据；综合判定输出模块，对区域热通路数据、界面热阻分布数据、局部热桥指示数据、湿热耦合修正数据和阶段保温衰减数据执行整体等效导热系数计算处理、整体热阻计算处理、区域保温一致性判定处理、界面异常等级判定处理和保温性能检测结论生成处理，生成整体等效导热系数、整体热阻、区域保温一致性结果、界面异常等级结果和保温性能检测结论。

3、作为上述技术方案的进一步描述：

4、试样边界构建模块接收隔热混凝土复合材料试样，将隔热混凝土复合材料试样置入装夹位置，并使隔热混凝土复合材料试样在装夹状态下保持受热方向和受冷方向对应稳定；沿隔热混凝土复合材料试样的厚度方向执行多位置厚度读取处理，并将各位置对应的厚度读取内容按照位置次序写入同一数据记录；沿隔热混凝土复合材料试样的外缘执行轮廓读取处理，并将轮廓读取内容按照轮廓延伸次序与厚度读取内容对应写入；依据热面温度采集位置、冷面温度采集位置、穿透热流采集位置和内部温度分布采集位置执行传感位置标识处理，并将传感位置标识内容与厚度读取内容、轮廓读取内容对应整合，生成试样边界基础数据。

5、作为上述技术方案的进一步描述：

6、分阶段热激励模块接收试样边界基础数据，依据试样边界基础数据中的厚度读取内容、轮廓读取内容和传感位置标识内容执行热面边界构建处理和冷面边界构建处理，使热面边界与冷面边界分别对应隔热混凝土复合材料试样的两侧检测区域；在完成热面边界构建处理和冷面边界构建处理后，按检测次序执行恒定温差激励处理，使热面边界与冷面边界之间形成恒定温差状态；在恒定温差激励处理后执行阶跃升温激励处理，使热面边界温度按照阶段次序逐级变化，并使冷面边界温度保持与当前检测阶段对应的边界状态；在阶跃升温激励处理后执行阶跃降温激励处理，使热面边界温度按照与阶跃升温激励处理相对应的阶段次序逐级回调；在阶跃降温激励处理后执行恢复阶段激励处理，使热面边界和冷面边界进入恢复阶段对应的边界状态，生成边界温度控制数据。

7、作为上述技术方案的进一步描述：

8、多源热响应采集模块接收试样边界基础数据和边界温度控制数据，依据边界温度控制数据中的检测阶段次序和采样时刻，分别执行热面温度采集处理、冷面温度采集处理、表面热场图像采集处理、穿透热流采集处理、内部温度分布采集处理和阶段质量变化采集处理；将热面温度采集内容、冷面温度采集内容、表面热场图像采集内容、穿透热流采集内容、内部温度分布采集内容和阶段质量变化采集内容按照同一采样时刻对应整理；将同一采样时刻下的各类采集内容与试样边界基础数据中的传感位置标识内容对应写入，并按检测阶段次序连续排列，生成时序热响应数据集。

9、作为上述技术方案的进一步描述：

10、热响应对齐整理模块接收时序热响应数据集和试样边界基础数据，对时序热响应数据集中的热面温度采集内容、冷面温度采集内容、表面热场图像采集内容、穿透热流采集内容、内部温度分布采集内容和阶段质量变化采集内容执行采样时刻对齐处理，使同一采样时刻下的各类采集内容保持对应关系；依据试样边界基础数据中的传感位置标识内容，对完成采样时刻对齐处理后的各类采集内容执行传感位置对齐处理，使热面温度采集内容、冷面温度采集内容、穿透热流采集内容和内部温度分布采集内容分别对应各自采集位置；依据试样边界基础数据中的轮廓读取内容，对完成传感位置对齐处理后的表面热场图像采集内容执行热场区域对应处理，使表面热场图像采集内容中的各热场区域与隔热混凝土复合材料试样的轮廓范围保持对应关系；对完成采样时刻对齐处理、传感位置对齐处理和热场区域对应处理后的各类采集内容执行检测阶段切片处理，生成热响应对齐数据。

11、作为上述技术方案的进一步描述：

12、热通路重构模块接收热响应对齐数据，对热响应对齐数据中的表面热场图像采集内容按热场区域执行表面热场离散识别处理，使不同热场区域对应的表面热场变化内容形成离散对应关系；将完成表面热场离散识别处理后的各热场区域内容与同一采样时刻、同一区域对应的穿透热流采集内容执行穿透热流关联处理；将完成穿透热流关联处理后的各区域内容与同一采样时刻、同一位置对应的内部温度分布采集内容执行内部温度梯度关联处理；对完成表面热场离散识别处理、穿透热流关联处理和内部温度梯度关联处理后的各区域内容执行landweber迭代内部热传导反演算法处理，生成区域热通路数据、界面热阻分布数据和局部热桥指示数据。

13、作为上述技术方案的进一步描述：

14、landweber迭代内部热传导反演算法处理的步骤包括：读取完成表面热场离散识别处理、穿透热流关联处理和内部温度梯度关联处理后的各区域内容，并按热场区域、采样时刻和位置对应关系执行顺序排列处理，使各区域内容在进入迭代处理前保持对应一致；依据各区域内容中的穿透热流采集内容和内部温度分布采集内容执行区域热传导估计处理，并将区域热传导估计内容与表面热场变化内容执行对应比对处理；依据对应比对处理结果对各区域内容执行反向迭代修正处理，并将反向迭代修正后的各区域内容重新执行区域热传导估计处理和对应比对处理；将当前轮次反向迭代修正后的各区域内容作为下一轮反向迭代修正处理的输入内容，按热场区域和采样时刻顺序连续执行多轮反向迭代修正处理；依据完成多轮反向迭代修正处理后的各区域内容执行热通路归集处理、界面热阻对应处理和局部热桥定位处理，生成区域热通路数据、界面热阻分布数据和局部热桥指示数据。

15、作为上述技术方案的进一步描述：

16、湿热修正评估模块接收阶段质量变化采集结果、区域热通路数据和界面热阻分布数据，按照检测阶段次序读取阶段质量变化采集结果、区域热通路数据和界面热阻分布数据，并使同一检测阶段下的阶段质量变化采集结果、区域热通路数据和界面热阻分布数据保持对应关系；对同一检测阶段下保持对应关系的阶段质量变化采集结果、区域热通路数据和界面热阻分布数据执行湿热状态关联处理，使各检测阶段对应的质量变化内容与热传导变化内容形成对应关系；对前后相邻检测阶段对应的湿热状态关联结果执行pettitt突变点阶段衰减识别算法处理，使相邻检测阶段之间的热通路变化内容和界面热阻变化内容形成阶段差异关系；依据阶段差异关系执行保温衰减修正处理，生成湿热耦合修正数据和阶段保温衰减数据。

17、作为上述技术方案的进一步描述：

18、pettitt突变点阶段衰减识别算法处理的步骤包括：按检测阶段次序读取前后相邻检测阶段对应的湿热状态关联结果，并将各检测阶段对应的质量变化内容、热通路变化内容和界面热阻变化内容执行顺序排列处理，使前后相邻检测阶段之间保持阶段对应关系；对按检测阶段次序完成排列处理后的各检测阶段内容执行前后阶段位置对应处理，使当前检测阶段对应的质量变化内容、热通路变化内容和界面热阻变化内容分别与前一检测阶段对应的质量变化内容、热通路变化内容和界面热阻变化内容形成阶段比对序列；对形成阶段比对序列的各检测阶段内容执行阶段差异累计处理，使各检测阶段在检测次序推进过程中形成对应的阶段差异变化量；对完成阶段差异累计处理后的各检测阶段内容执行突变点识别处理，确定阶段差异变化量发生变化集中的检测阶段位置，并使该检测阶段位置与对应的热通路变化内容和界面热阻变化内容形成突变点对应关系；依据突变点对应关系执行阶段衰减定位处理，生成阶段差异关系。

19、作为上述技术方案的进一步描述：

20、综合判定输出模块接收区域热通路数据、界面热阻分布数据、局部热桥指示数据、湿热耦合修正数据和阶段保温衰减数据，依据区域热通路数据和界面热阻分布数据执行整体等效导热系数计算处理和整体热阻计算处理；依据区域热通路数据和局部热桥指示数据执行区域保温一致性判定处理，使不同热场区域之间的保温差异形成区域保温一致性结果；依据界面热阻分布数据、湿热耦合修正数据和阶段保温衰减数据执行界面异常等级判定处理，使不同界面位置对应的热阻变化程度形成界面异常等级结果；将整体等效导热系数和整体热阻分别对应至恒定温差激励处理、阶跃升温激励处理、阶跃降温激励处理和恢复阶段激励处理对应的各检测阶段，并按检测阶段次序排列；将区域保温一致性结果和界面异常等级结果分别对应至各检测阶段中的同一热场区域和同一界面位置，并与各检测阶段对应的整体等效导热系数和整体热阻执行阶段关联处理；对完成阶段关联处理后的各检测阶段结果执行前后阶段比对处理，依据各检测阶段之间的变化关系生成保温性能检测结论。

21、本发明具有如下有益效果：

22、1、本发明中，首先对隔热混凝土复合材料试样形成与受热方向、受冷方向相对应的检测边界，再按照恒定温差、阶跃升温、阶跃降温和恢复阶段的检测次序对试样实施分阶段热激励，并在各检测阶段下同步完成热面温度、冷面温度、表面热场图像、穿透热流、内部温度分布和阶段质量变化的采集，借助采样时刻对齐处理、传感位置对齐处理、热场区域对应处理和检测阶段切片处理，不同来源的热响应内容能够在同一检测基础上保持连续一致，从而提高各检测阶段之间热响应结果的对应性和可比性，为后续保温性能分析提供稳定的数据基础。

23、2、本发明中，在完成热响应对齐后，对不同热场区域执行表面热场离散识别、穿透热流关联、内部温度梯度关联和landweber迭代内部热传导反演算法处理，从而识别材料内部不同区域的热通路差异、界面热阻变化和局部热桥位置；同时，结合阶段质量变化采集结果、区域热通路数据和界面热阻分布数据，执行湿热状态关联、pettitt突变点阶段衰减识别算法处理和保温衰减修正处理，使不同检测阶段之间的热传导变化和界面热阻变化能够被连续识别和定位，基于这一处理链，系统不仅能够完成整体等效导热系数和整 体热阻的计算，还能够形成区域保温一致性结果、界面异常等级结果和保温性能检测结论，从而提高隔热混凝土复合材料保温性能检测的完整性、针对性和判定准确性。