Koncepcja wykorzystania metody termofalowej oraz pomiarów termowizyjnych do wyznaczania parametrów cieplnych materiałów termoizolacyjnych

W artykule przedstawiono wyniki badań nad opracowywaną metodą wyznaczania parametrów cieplnych materiałów termoizolacyjnych. W metodzie tej wykorzystano wymuszenie temperatury o charakterze harmonicznym. Do pomiaru rozkładu temperatury w eksperymencie użyto kamery termowizyjnej. W badaniach symulacyjnych wykorzystano stworzony trójwymiarowy model zjawiska dyfuzji ciepła w badanej próbce materiału. Do rozwiązania współczynnikowego zagadnienia odwrotnego zaproponowano koncepcję wykorzystania sztucznej sieci neuronowej.

The paper presents results of research on the developed method for determining thermal parameters of a thermal insulating material [2]. This method applies periodic heating as an excitation and an infrared camera is used to measure the temperature distribution on the surface of the tested material – Sections 2 and 3. The author proposed the use of a three-dimensional model of the heat diffusion in a material sample. For solving the system of partial differential equations, the finite element method was applied [11] – Section 2. To solve the coefficient inverse problem, an approach using an artificial neural network is proposed – Section 3. The usability of the artificial neural network in solving the inverse heat transfer problem in a sample of heat insulation material is presented [12, 13]. The network determines the value of effective thermal conductivity and effective thermal diffusivity on the basis of the temperature distribution on the surface of the tested material. Additionally, the influence of the input quantity errors on the estimated values of the thermal parameters was also analysed using the Monte Carlo technique [15] – Section 4. A trained neural network based on the temperature responses on the lateral surface of the sample measured by infrared thermography, quickly would determine the thermo-physical parameters. The obtained results confirm the usefulness of applying artificial intelligence methods to solving the coefficient inverse problem when using infrared measurement methods.