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龙图腾网获悉鲁东大学申请的专利基于热脉冲法的冻土热特性测量装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119510501B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411655566.8，技术领域涉及：G01N25/48；该发明授权基于热脉冲法的冻土热特性测量装置及方法是由赵英;吴小龙;王毅;牛忠恩;王海霞设计研发完成，并于2024-11-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于热脉冲法的冻土热特性测量装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于热脉冲法的冻土热特性测量装置及方法，包括：通过加热器以恒定的功率向圆柱加热探针进行加热，第一温度探针检测圆柱加热探针的温度，并通过传输单元上传至云端中，同时数据记录器实时显示第二温度探针与第一温度探针的温度数据；保持圆柱加热探针温度恒定；冻土样本在圆柱加热探针的加热下，获取冻土样本的温度穿透曲线，然后获取冻土样本的体积扩散率和体积热导率。本发明能够有效的将最高空间温度保持在冰点以下，从而估算石英砂和冰含量的整体热性能，提高测试冻土样本的估算寒冷地区整体热性能的准确性。

本发明授权基于热脉冲法的冻土热特性测量装置及方法在权利要求书中公布了：1.基于热脉冲法的冻土热特性测量方法，其特征在于，所述测量方法包括： 基于加热器对圆柱加热探针进行恒温加热，第一温度探针检测圆柱加热探针的温度，第二温度探针检测冻土的温度，并通过传输单元上传至云端中，同时数据记录器实时显示圆柱加热探针及冻土的温度数据； 当圆柱加热探针达到目标温度，通过温度控制器，保持圆柱加热探针温度恒定； 冻土样本在圆柱加热探针的加热下，获取冻土样本的温度穿透曲线和冻土样本所接收的能量，进而获取冻土样本的热扩散率； 基于圆柱加热探针的加热时间和加热时间所输出的热量，得到圆柱加热探针的总输出能量； 基于冻土样本所接收的能量、圆柱加热探针的总输出能量和冻土样本的热扩散率，获取体积热容量； 基于热扩散率和体积热容量，获取体积热导率； 当圆柱加热探针通过温度控制器控制加热器的能量输出功率，保持圆柱加热探针温度恒定，具体为：当圆柱加热探针的温度读数下降到预先设定的温度下限时，打开加热器电源，使用低能量输出功率的短脉冲进行加热，加热期结束后，关闭加热器电源，使圆柱加热探针温度维持在预设温度上限和下限之间；不断重复本步骤，直至冻土样本测量结束； 所述获取冻土样本的温度穿透曲线，具体为： 在圆柱坐标系中的一维瞬态热传导过程为： 其中，T是在第二温度探针土壤中测得的温度；r是第二温度探针距圆柱加热探针的径向距离；t是测量冻土温度穿透曲线的时间；有效半径re是圆柱加热探针与第一温度探针之间的径向距离；re的最小值等于圆柱加热探针和第一温度探针半径之和；D为热扩散率； 在通过恒温热源进行冻土加热时，冻土目标温度T1高于初始温度T0，但低于冰点； 同时满足初始条件Tr,0＝T0，T00和边界条件Tre,t＝T1，T0T10,在拉普拉斯空间的解如下所示： 其中，K0表示第二类零阶修正贝塞尔函数， 其中，s是Tr,t经过拉普拉斯变换后，时间t在拉普拉斯空间中的表示； 通过拉普拉斯数值逆变换，得到温度在冻土中任意时间的空间分布Tr,t； 使用均方根误差RMSE评估温度穿透曲线拟合，具体为： 其中，下标m为测量温度响应的数列；N为测量温度的总数；Tm和分别表示第二温度探针土壤中测得的温度和预测温度；给定特定的r、re和t，将温度穿透曲线拟合到现场或实验温度来获得热扩散率D； 所述冻土样本所接收的能量，具体为： 其中，下标i表示测量空间在径向离散化为M个空间间隔后的第i个离散空间间隔，空间范围从r＝re到T＝T0时的径向距离； 基于圆柱加热探针的加热时间和加热时间所输出的热量，计算圆柱加热探针的总输出能量，具体为： 圆柱加热探针的总输出能量Q2t通过温度控制器测得；加热周期为具有给定功率Pj和加热周期tpj的多个脉冲加热间隔组成，因此总输出能量是每个周期输送能量的总和，如下所示： 其中，L是圆柱加热探针的长度； 所述冻土样本所接收的能量、圆柱加热探针的总输出能量和冻土样本的热扩散率，经过计算得到体积热容量，具体为： 由体积热容量Cb＝ρbcb可得， 其中，ρb为介质的密度；cb为介质的比热容； 基于热扩散率和体积热容量，获取体积热导率，具体为： 土壤体积热导率为： λb＝DCb。

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