
【电】 thermal pulse method
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【医】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
impulse; pulse
【计】 pulse
【化】 pulse
【医】 pulse
dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law
热脉冲法(Heat Pulse Method)是一种基于热传导原理的测量技术,主要用于测定材料的热物理性质(如热导率、热扩散率)或监测流体流速及植物茎干液流。其核心原理是通过向被测物体施加短暂、可控的热脉冲,随后精确测量温度随时间/空间的变化响应,通过数学模型反演目标参数。
热物理性质测量
在材料科学中,向样品注入短时热脉冲,利用热电偶记录温度衰减曲线。通过分析温度变化与热传导方程的拟合关系,可计算热导率(λ)和热扩散率(α)。公式表示为:
$$ alpha = frac{k}{rho c_p} $$
其中 ( k ) 为热导率,( rho ) 为密度,( c_p ) 为比热容。该方法适用于固体、多孔介质等非均匀材料。
植物生理监测(茎流计)
将微型加热探针和温度传感器植入植物茎干,施加热脉冲后测量上下游温度差(ΔT)。根据热平衡方程计算液流速度(V):
$$ V propto frac{Q}{2pi r cdot Delta T cdot c_p} $$
Q为加热功率,r为茎干半径。该技术可量化树木蒸腾耗水量,服务于生态水文研究。
权威参考文献:
- 《热工学名词》(科学出版社)定义热脉冲法为"瞬态热流测量技术"(ISBN 978-7-03-065312-5)。
- 《植物生理学实验指南》详述热脉冲茎流计原理(高等教育出版社, 2023版)。
- 国际标准ISO 22007-4:2017规范了热脉冲法测量聚合物热导率的操作流程。
热脉冲法是一种通过施加瞬时热量扰动并监测温度变化来分析材料特性或环境参数的技术,主要应用于工程和材料科学领域。以下是其核心解释及不同应用场景的说明:
热脉冲法通常利用加热器或线热源产生短暂的热量扰动,通过热电偶等设备记录被测物体的温度变化曲线,进而计算导热系数、导温系数、比热容等热学参数。
材料热学性能测试
通过加热器两侧放置相同材料的试件,通电后根据温度变化直接测量材料的导热性、导温性等参数。例如,在建筑学中用于评估建材的热传递特性。
水利工程渗流监测(HPM技术)
在大坝等水利设施中植入线热源,通过分析热量扰动引起的温度变化曲线,检测渗漏水流速(可测低至10⁻⁶m/s量级)。此方法对孔隙水流速敏感,探测深度与加热时间、热源强度相关。
固体无辐射弛豫研究
通过激光或电压脉冲快速加热固体样品,观测表面温度阶跃,研究材料内部能量转换过程(如超快相变)。
部分低权威性资料提到其用于电脉冲治疗,通过电极片加热进行理疗,但此用途缺乏权威文献佐证。
如需进一步了解具体领域的实验方法或公式推导,可参考工程热物理、水利监测等专业文献。
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