1.一种基于热通量的热物性参数测量系统,其特征在于,包括热通量传感器、温度传感器和加热器,所述热通量传感器的一侧与被测物体的表面接触,所述热通量传感器的另一侧设置所述加热器,所述加热器对被测物体的传热面覆盖所述热通量传感器,所述加热器产生的热量通过所述热通量传感器传导到所述被测物体,所述热通量传感器用于测量通过被测物体边界的热流密度,所述温度传感器以等效于放置在所述热通量传感器与被测物体接触的那一侧的方式设置在被测物体的表面上,所述温度传感器用于测量被测物体边界的温度;其中,所测的热流密度和温度用于确定被测物体的热物性参数。
2.如权利要求1所述的基于热通量的热物性参数测量系统,其特征在于,所述热通量传感器为柔性热通量传感器,其敏感单元为热电堆。
3.如权利要求1所述的基于热通量的热物性参数测量系统,其特征在于,所述加热器对所述热通量传感器的覆盖面积大于所述热通量传感器对被测物体的覆盖面积,所述温度传感器设置于被测物体的处在所述加热器的覆盖面积内而在所述热通量传感器的覆盖面积外的表面上,所述温度传感器与所述加热器之间设置有热阻层。
4.如权利要求3所述的基于热通量的热物性参数测量系统,其特征在于,所述热通量传感器为聚酰亚胺封装,所述热阻层为聚酰亚胺层。
5.如权利要求3所述的基于热通量的热物性参数测量系统,其特征在于,所述热阻层的厚度与所述热通量传感器相同,面积与所述加热器相同,所述热阻层的中间为镂空结构,用于安装嵌入所述热通量传感器。
6.如权利要求3所述的基于热通量的热物性参数测量系统,其特征在于,所述温度传感器为细线热电偶。
7.如权利要求1至6任一项所述的基于热通量的热物性参数测量系统,其特征在于,所述加热器背向所述热通量传感器的一侧设置有隔热结构。
8.如权利要求1至7任一项所述的基于热通量的热物性参数测量系统,其特征在于,根据所测的热流密度和温度,通过构建离散瞬态热传导模型确定被测物体的热物性参数,具体包括:将被测物体视为半无限大物体,垂直于所述表面的方向将该物体离散化为N个单元点,其传热的边界方程为:其中T表示温度,i表示迭代次数,k是被测物体的热导率,ρ和c分别为被测物体的密度和热容,Δx是离散化的单元点间距,Δτ是迭代的时间间隔,q是流入物体的热流密度;对于第2~N-1个节点,其控制方程为:其中,α为被测物体的热扩散率;物体的初始温度为T 0 ,下边界条件和初始条件为:基于给定的被测物体的热导率和热扩散率,根据测量的热流密度,计算得到被测物体表面的理论温度;基于计算的理论温度与实际测量温度的误差构建评价函数,通过迭代求解和拟合计算,由最小误差对应的参数得到被测物体的热导率与热扩散率。
9.如权利要求8所述的基于热通量的热物性参数测量系统,其特征在于,以计算得到的理论温度与实际测量温度的均方根误差为评价函数,通过最小二乘法拟合计算得到被测物体的热导率与热扩散率。
10.一种基于热通量的热物性参数测量方法,其特征在于,使用如权利要求1至9任一项所述的系统测量物体的热物性参数。