申请/专利权人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所

申请日：2021-02-01

公开（公告）日：2024-04-30

公开（公告）号：CN112861337B

主分类号：G16C60/00

分类号：G16C60/00;G06F17/11;G06F17/18;H05B3/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.30#授权;2021.06.15#实质审查的生效;2021.05.28#公开

摘要：本发明公开了一种碳纤维发热线加热后的表面温度预测方法，包括：获取碳纤维发热线变量参数，确定变量参数与温度的回归曲线；建立碳纤维发热线表面温度预测数学模型；利用所述碳纤维发热线表面温度预测数学模型，对新的碳纤维发热线表面温度进行预测。本发明采用数学模型方法预测加热后碳纤维发热线表面温度，方法简单，高效，利用此方法减少碳纤维发热线接头，提升碳纤维发热线长度的方法，来达到施工简单、提高安全性与美观性、降低成本与重量的效果。

主权项：1.一种碳纤维发热线加热后的表面温度预测方法，包括：1获取碳纤维发热线变量参数，确定变量参数与温度的回归曲线；2建立碳纤维发热线表面温度预测数学模型；3利用所述碳纤维发热线表面温度预测数学模型，对新的碳纤维发热线表面温度进行预测；步骤1中，所述的变量参数为K束、长度和电压；步骤1中，所述的变量参数与温度的回归曲线，包括：在K束、长度相同，电压不同条件下，加热碳纤维发热线，碳纤维发热线表面温度稳定后，获得电压-温度图，将电压-温度图转为功率温度图，并找出功率-温度回归曲线方程式yW；在K束、电压相同，长度不同条件下，加热碳纤维发热线，碳纤维发热线表面温度稳定后，获得长度-温度图；步骤2中，所述的建立碳纤维发热线表面温度预测数学模型包括：2.1根据基本电学原理，通过功率与电压、电阻关系如式1所示，长度、横截面积与电阻关系如式2所示，得出功率与电压、横截面积和线长的关系如式3所示：W理论＝U2Ω1Ω＝ρ×LS2W理论＝U2ρ×LS3其中，W理论为理论功率瓦特，U为电压伏特，Ω为碳纤维电阻欧姆，ρ为碳纤维电阻率欧姆-米，L为碳纤维线长米，S为碳纤维截面积米平方；2.2将式3求得的理论功率代入功率-温度回归曲线yW，得到理论碳纤维加热线表面温度与功率关系式4：T理论＝yW理论4其中，T理论为理论温度；2.3通过功率-温度曲线方程式得到理论温度T理论与长度-温度回归曲线对应的温度比较得出功率系数值α，进而得到碳纤维表面温度T预测与功率系数α关系如式5所示： 其中，T预测为通过数学模型测算的碳纤维发热线表面温度，L实际为实际的线长，L基准为基准线长；步骤2.1中，根据所述的长度、横截面积与电阻关系式2，得出基准线长L基准，实际线长L实际，实际K束K实际与实际电阻值Ω实际的关系式： 其中，ρ基准为基准线长的电阻率，L基准为基准线长，L实际为实际的线长，S基准为基准横截面积、K实际为实际K束；步骤2.1中，根据所述的功率与电压、横截面积和线长的关系如式3，得出基准线长L基准，实际线长L实际，实际K束K实际与理论功率W理论的关系式： 其中，U实际为使用电压，Ω基准为基准线长的电阻，L实际为实际的线长，L基准为基准线长、W理论为理论功率，K实际为实际K束；功率-温度回归曲线方程式为二元多次多项式y＝axn+bxn-1+....cx+d，拟合的曲线R2值高于0.995，其中a，b，c，d为回归系数，n为常数，x为功率，y为温度。

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权利要求：

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