FI89633B - Foerfarande foer bestaemning av vaermeledningsfoermaogan hos anisotropa plastfilmer och anvaendning av detta - Google Patents
Foerfarande foer bestaemning av vaermeledningsfoermaogan hos anisotropa plastfilmer och anvaendning av detta Download PDFInfo
- Publication number
- FI89633B FI89633B FI913780A FI913780A FI89633B FI 89633 B FI89633 B FI 89633B FI 913780 A FI913780 A FI 913780A FI 913780 A FI913780 A FI 913780A FI 89633 B FI89633 B FI 89633B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- thermal
- plastic film
- model
- pls
- samples
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 23
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 23
- 238000010238 partial least squares regression Methods 0.000 claims description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 3
- 238000000513 principal component analysis Methods 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000556 factor analysis Methods 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000012628 principal component regression Methods 0.000 description 2
- 208000030984 MIRAGE syndrome Diseases 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- TVLSRXXIMLFWEO-UHFFFAOYSA-N prochloraz Chemical compound C1=CN=CN1C(=O)N(CCC)CCOC1=C(Cl)C=C(Cl)C=C1Cl TVLSRXXIMLFWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/44—Resins; Plastics; Rubber; Leather
- G01N33/442—Resins; Plastics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
89633
Menetelmä an isotrooppisten muovikalvojen lämmönjohtavuuden määrittämiseksi ja sen käyttö Förfarande för bestämning av värmeledningsförmägan hos anisotropa plastfilmer och användning av detta 5
Keksinnön kohteena on menetelmä an isotrooppisten muovikalvojen lämmönjohtavuuden määrittämiseksi.
10 Terminen diffusiviteetti a saadaan yhtälöstä (1) K ...
•- Jc (1) jossa K = lämmönjohtavuus p = tiheys 15 C = ominaislämpö
Yhtälöstä (1) seuraa, että K = a · pC (2) 20 Yleisesti tiedetään, että yhdellä tietyllä muovikalvolla pC on riippumaton muovikalvon orientaatioasteesta. Muovikalvoihin saadaan orientaatiota yleensä esim. venyttämällä. On tunnettu tosiasia, että orientoituneessa muovikalvossa lämmönjohtavuuden arvoissa eri suunnissa on huomattavia eroja. Lämmönjohtavuus on jopa 2-20 kertainen tietyissä suunnissa. Alan kiijallisuudessa esiintyy jopa sellainen tieto, että ero lämmönjohtavuu-25 dessa voisi olla jopa 100 kertainen.
Polymeerien termisen diffusiviteetin hallinta ja määrittäminen on erittäin tärkeää valmistettaessa korkealuokkaisia polymeerejä. Terminen diffusiviteetti on tärkeä myös 2 89653 siinä mielessä, että polymeerin rakenteelliset ominaisuudet riippuvat termisestä diffusiviteetista. Tässä mielessä polymeerien orientaatiolla on myös merkitystä lopputuotteen mekaanisien ominaisuuksien kannalta.
5 Nykyisin ei ole käytössä hyvää ja luotettavaa menetelmää orientoituneiden polymeerien anisotrooppisen termisen diffusiviteetin määrittämiseksi. Muovikalvojen lämmönjoh-tavuutta on mitattu erilaisilla standardin ASTM mukaisilla mittausmenetelmillä, mutta nykyisin tunnetut menetelmät eivät sovellu anisotrooppisten kalvojen lämmönjohtavuu-den mittaamiseen, koska näillä tunnetuilla menetelmillä ei voida mitata lämmönjohta-10 vuutta kalvon suunnassa.
Keksinnön päämääränä on aikaansaada menetelmä, jolla voidaan riittävän luotettavasti määrittää anisotrooppisten muovikalvojen lämmönjohtavuus.
15 Keksinnön päämäärät saavutetaan menetelmällä, joka on tunnettu siitä, että muovikal-vonäytteeseen kohdistetaan fokusoitu ja moduloitu lämmityssäde, jolloin muovikal-vonäytteeseen ja sitä ympäröivään väliaineeseen aikaansaadaan lämpöprofiili, että mainittua lämpöprofiilia tutkitaan mittasäteen avulla, jolloin mainitulle lämpöprofiilille saadaan vaihe- ja magnitudi-informaatio poikittaisoffsetin funktiona sekä pysty- että 20 vaakapoikkeamille, että mainitun vaihe- ja magnitudi-informaation pysty- ja vaakapoik-keamasignaaleja analysoidaan projektiomenetelmän (projection method), kuten esim. osittaisen pienimmän neliösumman menetelmän (partial least squares regression PLS) avulla, jolloin mitattu terminen aalto edustaa analyysissä erästä matriisia ja muovikal-vonäytteen terminen diffusiviteetti sisältyy yhtenä tekijänä erääseen toiseen matriisiin, 25 ja että käyttämällä tunnettuja näytteitä tai simuloitua dataa (training set) muodostetaan PLS-malli (predictive model), jonka avulla tuntemattomien muovikalvonäytteiden terminen diffusiviteetti ja kaavojen (1) ja (2) K ,1Λ “' 7c (1) i 8 9 6 3 3 3 K = a · pC (2) perusteella lämmönjohtavuus määritetään.
Keksinnön mukaisessa menetelmässä on oivallettu soveltaa sinänsä tunnettua optisen mittasäteen poikkeamaa OBD (optical beam deflection). Tätä menetelmää on käytetty 5 metallien ja keraamien lämmönjohtavuuden määrittämisessä, mutta tämä menetelmä ei sellaisenaan sovellu anisotrooppiSten muovikalvojen lämmönjohtavuuden määrittämiseen. OBD-menetelmän avulla esim. polyeteeninäytteelle saadaan vaihe- ja magnitudi-käyrät poikittaisoffsetin funktiona sekä pysty- että vaakapoikkeamille. Keksinnön mukaisessa menetelmässä data-analyysi suoritetaan kemometrisen analyysimenetelmän 10 avulla. Tässä analyysimenetelmässä käytetään ns. projektiomenetelmää (projection method). Eräs erityisen soveltuva on osittaisen pienimmän neliösumman menetelmä (partial least squares regression PLS), jossa mitattu terminen aalto edustaa analyysissä matriisia X ja terminen diffusiiviteetti a sisältyy yhtenä tekijänä matriisiin Y. Käyttämällä tunnettuja näytteitä tai simuloitua dataa (training set) voidaan muodostaa PLS-15 malli (predictive model), jonka avulla tuntemattomien näytteiden terminen diffusiiviteetti a voidaan määrittää. Mallin toimivuus testataan tunnetuilla näytteillä (test set), joiden Y matriisin arvot pyritään ennustamaan. Kun mallin toimivuus testisarjalla on osoitettu, mallia voidaan soveltaa todellisiin näytteisiin.
20 Keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa muovikalvojen orientaatioasteen määrittämiseen. Tämän määrittämisen seurauksena voidaan muovikalvon mekaanisia ominaisuuksia säädellä ja hallita haluttujen mekaanisten ominaisuuksien aikaansaamiseksi.
25 Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa esitettyyn keksinnön periaateratkaisuun, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.
Kuvio 1 esittää aksonometrisena kuviona OBD-menetelmän periaatetta.
B 9 6 ά ό 4
Kuviossa 2Α on esitetty graafisesti OBD-menetelmällä saadut vaihe- ja magnitudikäyrät pystypoikkeamasignaaleille.
Kuviossa 2B on esitetty graafisesti OBD-menetelmällä saadut vaihe- ja magnitudikäyrät 5 vaakapoikkeamasignaaleille.
Kuviossa 3 on esitetty PLS-malli matriisimuodossa.
Kuviossa 1 on esitetty OBD-menetelmän periaate. Menetelmästä käytetään myös 10 nimitystä Mirage-menetelmä. Laser 11 on fokusoitu ja moduloitu lämmityssäde, jolla muovikalvonäytettä 10 lämmitetään. Laser 12 on mittasäde. Viitenumerolla 13 on merkitty diagrammiesitystä näytteen 10 ja sitä ympäröivän väliaineen, kuten esim. kaasu, ylensä ilma, lämpöprofiilista. Poikittaisoffset 14 on mittasäteen 12 kohtisuora etäisyys lämmityssäteen 11 keskikohdasta. Normaalioffset 15 on mittasäteen 12 15 korkeus näytteen 10 pinnasta. <pn (normal) ja <pt (transverse) ovat mittasäteen 12 taipumisesta johtuvat poikkeamat pysty- ja vaakasuunnassa.
Kuvioissa 2A ja 2B on esitetty vaihe- ja magnitudikäyrät poikittaisoffsetin 14 funktiona sekä pysty- että vaakapoikkeamille. Ko. käyrät ovat tyypillisiä polyeteeninäytteelle.
20
Kuviossa 1 esitetty lämpöprofiili 13 on yhtälön (3) mukainen jaksollinen lämpötilajakautuma T (x, y, z, t) (3) 25 Kuvioissa 2A ja 2B esitetyt magnitudikäyrät perustuvat matemaattisesti kaavaan (4)
M
Φ = f vnj/ (4)
n dTo L
i 5 B9663 jossa n = väliaineen, kuten esim. kaasun (yleensä ilma) taitekerroin lämpötilassa T0 5 T0 = väliaineen keskimääräinen lämpötila dl = differenssi pitkin mittasädettä 12
Keksinnön mukaisen menetelmän data-analyysi on periaatteessa seuraava: 10 tunnetut näytteet--> malli testisaija — > mallin testaus todelliset näytteet — > diffusiviteetin a määritys Tässä yhteydessä projektio-menetelmällä (projection method) tarkoitetaan menetelmiä, 15 joissa yhdestä tai useammasta datalohkosta tehdään matemaattinen projektio muutamaan latenttiin muuttujaan (LV, latent variable). Latentti muuttuja on olennaisesti alkuperäisten muuttujien lineaarikombinaatio. Latentit muuttujat ilmaisevat dataan sisältyvän systemaattisen informaation. PLS-menetelmässä (partial least squares regression or projections to latent structures) projisoidaan kaksi datalohkoa, X ja Y, tarkoituksena 20 mallittaa samanaikaisesti X ja ennustaa Y mahdollisimman suurella tarkkuudella. PLS on samankaltainen kuin PCR (principal component regression) ja PCA (principal component analysis). PCA on vuorostaan samankaltainen kuin SVD-menetelmä (singular value decomposition), ominaisvektorianalyysi (eigenvector analysis), faktorianalyysi (FA, factor analysis).
25
Keksinnön mukaisessa data-analyysimenetelmässä siis käytetään projektiomentelmää. Eräs hyvin soveltuva on osittaisen pienemmän neliösumman menetelmä (partial least squares regression PLS).
30 Kuviossa 3 on esitetty PLS-malli matriisimuodossa. Matriisit T ja P mallintavat X-lohkon samanlaiseksi varsinaiseen PC-malliin. Matriisit U ja Q mallintavat Y-lohkon.
B 9 6 3 o 6
Lohkojen välinen yhteys on mallinnettu U ja T matriisien välisenä suhteena diagonaali-matriisin B avulla. Lohkon jäännösmatriisit ovat E ja F ja sisäisiä riippuvuuksia kuvaava vektori on h.
5 Mitattu terminen aalto edustaa analyysissä matriisia X ja terminen diffusiviteetti a sisältyy yhtenä tekijänä matriisiin Y (vertaa kuvio 3). Käyttämällä tunnettuja näytteitä tai simuloitua data (training set) muodostetaan PLS-malli (predictive model), jonka avulla tuntemattomien näytteiden 10 terminen diffusiviteetti a voidaan määrätä. Mallin toimivuus testataan tunnetuilla näytteillä (test set), joiden Y matriisin arvot pyritään 10 ennustamaan. Kun mallin toimivuus testisaijalla on osoitettu, mallia voidaan soveltaa todellisiin näytteisiin.
PLS-malli muodostetaan tunnetuista näytteistä. PLS-mallin luotettavuus testataan muutamilla uusilla näytteillä, joiden terminen diffusiviteetti a on tunnettu.
15
Ohessa seuraa patenttivaatimukset, jotka määrittävät keksinnön mukaisen menetelmän suojapiirin.
Claims (4)
1. Menetelmä anisotrooppisten muovikalvojen lämmönjohtavuuden määrittämiseksi, tunnettu siitä, että muovikalvonäytteeseen (10) kohdistetaan fokusoituja moduloi- 5 tu lämmityssäde (11), jolloin muovikalvonäytteeseen (10) ja sitä ympäröivään väliaineeseen aikaansaadaan lämpöprofiili (13), että mainittua lämpöprofiilia (13) tutkitaan mittasäteen (12) avulla, jolloin mainitulle lämpöprofiilille (13) saadaan vaihe-ja magnitudi-informaatio (Φη,Φ{) poikittaisoffsetin (14) funktiona sekä pysty- että vaakapoikkeamille, että mainitun vaihe- ja magnitudi-informaation (φη,φ,) pysty- ja 10 vaakapoikkeamasignaaleja analysoidaan projektiomenetelmän (projection method), kuten esim. osittaisen pienimmäin neliösumman menetelmän (partial least squares regression PLS) avulla, jolloin mitattu terminen aalto edustaa analyysissä erästä matriisia (X) ja muovikalvonäytteen (10) terminen diffusiviteetti (a) sisältyy yhtenä tekijänä erääseen toiseen matriisiin (Y), ja että käyttämällä tunnettuja näytteitä tai simuloitua dataa 15 (training set) muodostetaan PLS-malli (predictive model), jonka avulla tuntemattomien muovikalvonäytteiden terminen diffusiviteetti (a) ja kaavojen (1) ja (2) • ’ Jd (1) K = a · pC (2) perusteella lämmönjohtavuus (K) määritetään. 20
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että PLS-mallin luotettavuus testataan muutamilla uusilla näytteillä, joiden terminen diffusiviteetti (cr) on tunnettu.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen menetelmän käyttö muovikalvojen orientaatio- asteen määrittämiseksi. 8 8 9 6 3 ό
4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen menetelmän käyttö muovikalvon mekaanisien ominaisuuksien säätämiseksi ja hallitsemiseksi. 9 b 9 61 j
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI913780A FI89633C (fi) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Foerfarande foer bestaemning av vaermeledningsfoermaogan hos anisotropa plastfilmer och anvaendning av detta |
| PCT/FI1992/000226 WO1993003352A1 (en) | 1991-08-09 | 1992-08-07 | A method for determining the thermal conductivity of anisotropic plastic films and its usage |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI913780A FI89633C (fi) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Foerfarande foer bestaemning av vaermeledningsfoermaogan hos anisotropa plastfilmer och anvaendning av detta |
| FI913780 | 1991-08-09 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI913780A0 FI913780A0 (fi) | 1991-08-09 |
| FI913780A FI913780A (fi) | 1993-02-10 |
| FI89633B true FI89633B (fi) | 1993-07-15 |
| FI89633C FI89633C (fi) | 1993-10-25 |
Family
ID=8532970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI913780A FI89633C (fi) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | Foerfarande foer bestaemning av vaermeledningsfoermaogan hos anisotropa plastfilmer och anvaendning av detta |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI89633C (fi) |
| WO (1) | WO1993003352A1 (fi) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5586824A (en) * | 1994-06-14 | 1996-12-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method of measuring the thermal conductivity of microscopic graphite fibers |
| US20040059560A1 (en) * | 2002-09-20 | 2004-03-25 | Martha Gardner | Systems and methods for developing a predictive continuous product space from an existing discrete product space |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4468136A (en) * | 1982-02-12 | 1984-08-28 | The Johns Hopkins University | Optical beam deflection thermal imaging |
| US4521118A (en) * | 1982-07-26 | 1985-06-04 | Therma-Wave, Inc. | Method for detection of thermal waves with a laser probe |
| US4589783A (en) * | 1984-04-04 | 1986-05-20 | Wayne State University | Thermal wave imaging apparatus |
-
1991
- 1991-08-09 FI FI913780A patent/FI89633C/fi not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-08-07 WO PCT/FI1992/000226 patent/WO1993003352A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1993003352A1 (en) | 1993-02-18 |
| FI913780A (fi) | 1993-02-10 |
| FI89633C (fi) | 1993-10-25 |
| FI913780A0 (fi) | 1991-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Trainoff et al. | Physical optics treatment of the shadowgraph | |
| Panigrahi et al. | Laser schlieren and shadowgraph | |
| JPH1144641A (ja) | 屈折率分布の測定方法及び装置 | |
| FI89633B (fi) | Foerfarande foer bestaemning av vaermeledningsfoermaogan hos anisotropa plastfilmer och anvaendning av detta | |
| JP2004069380A (ja) | 線膨張係数測定装置 | |
| JP2017198613A (ja) | 屈折率計測方法、屈折率計測装置、及び光学素子の製造方法 | |
| Nishio et al. | Simultaneous measurement of surface tension and kinematic viscosity using thermal fluctuations | |
| CN100437059C (zh) | 一种测量液相微区温度的方法 | |
| Mizushima | A new ray-tracing-assisted calibration method of a fiber-optic thickness probe for measuring liquid film flows | |
| JP3441508B2 (ja) | 半導体レーザ位相シフト干渉計における位相検出方法 | |
| Newport et al. | On the Thermal Interaction Between an Isothermal Cylinder and Its Isothermal Enclosure for Cylinder Rayleigh Numbers of Order 10 4 | |
| Yamaguchi et al. | Material testing by the laser speckle strain gauge | |
| CN221038705U (zh) | 液体的折射率温度系数标定设备 | |
| Cifre et al. | Absolute infrared absorption measurements in optical coatings using mirage detection | |
| Power et al. | Diffraction theory of the impulse mirage effect | |
| Dury et al. | Blowing hot and cold: temperature sensitivities of 3D optical scanners | |
| Piroozan | Pattern recognition in real time using neural networks: An application for pressure measurement | |
| KR102596779B1 (ko) | 마이크로 옵틱 마하젠더 간섭계 기반의 3d 프린팅 구조물의 광학특성 측정 방법 및 장치 | |
| Kleiza et al. | Some Advanced Fiber-Optical Amplitude Modulated Reflection Displacement and Refractive Index Sensors | |
| CN221826786U (zh) | 一种封装材料极限承受温度测试装置 | |
| Shenoy et al. | Simple prism coupling technique to measure the refractive index of a liquid and its variation with temperature | |
| Bosdas et al. | A miniature optical extinction heated probe for fog droplet measurements in steam turbines | |
| JPH05223632A (ja) | 光パワーメータ校正システム | |
| Amani et al. | Method for a deflection-type refractometer measuring the fringe shift by using linear Fresnel zone plates | |
| JPH10282128A (ja) | 走査型プローブ顕微鏡 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application | ||
| MM | Patent lapsed |