开发和验证基于Arduino的低成本Lee盘系统,用于对可持续屋顶材料的导热性分析
Waldemiro José Assis Gomes Negreiros1, Jean da Silva Rodrigues2, Maurício Maia Ribeiro3
1Electrical Engineering Program, Federal University of Pará-UFPA, Rua Augusto Corrêa, 01, Guamá CEP 66075-110, PA, Brazil.
Sensors (Basel, Switzerland)
|September 13, 2025
概括
一个新的低成本系统准确地测量了建筑材料的导热率. 用可持续复合材料涂层金属显著减少热传输,提供可访问的研究和绝缘解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 可持续建筑技术 可持续建筑技术
- 热力工程是热力工程中的一个.
背景情况:
- 优化建筑的热性能对于可持续的城市发展至关重要.
- 传统的导热量测量方法通常是昂贵和复杂的,限制了研究和教育.
- 需要易于使用,低成本的工具来进行建筑材料的热特性.
研究的目的:
- 开发和验证一个低成本的Arduino自动化原型,用于使用Lee Disc方法测量导热率.
- 评估各种屋顶和新型复合材料的热性能.
- 为了证明开源仪器仪表用于热分析的可行性.
主要方法:
- 使用Arduino自动化的Lee Disc方法来获取数据.
- 测试了陶,纤维水泥,钢和一种新型复合材料涂层钢的标准化样本.
- 集成的数字热电偶和严格的绝热,以提高精度和可重复性.
主要成果:
- 金属上的生物相容复合材料涂层降低了高达53%的导热率 (2004 W·m−1·K−1).
- 达到的导热值明显低于陶 (0.4290 W·m−1·K−1) 和纤维水泥 (0.3095 W·m−1·K−1) .
- 该系统表现出高精度 (CV<5%) 和运行稳定性.
结论:
- 开发的低成本仪器仪表可用于建筑材料的先进热特性.
- 这些发现支持开发可持续的绝缘技术.
- 这种方法提高了对实验研究和工程教育的准入,特别是在资源有限的环境中.
