傳統采用大平板熱保護法測量真空絕熱板(VIP) 導熱系數，該方法測量精度高，但檢測速度慢。國外HC-120 VIP快速檢測儀大大提高了檢測速度，但價格昂貴。針對以上問題，本文提出了基于埋入式熱流計法快速高精度測量VIP導熱系數的方法。通過理論分析和仿真分析，證明了測量原理的可行性。在測量模型的標定中，針對VIP導熱系數與頻率變化特征值之間的非線性問題，巧妙結合遺傳算法和BP 神經網絡，從而進行非線性補償，使測量精度優于1%。與傳統基于最小二乘法進行非線性補償的方法相比，遺傳神經網絡具有誤差小、精度高和全局尋優能力等優點。實際應用表明，本文提出的測量方法滿足了高精度、低成本的測量要求，具有廣泛推廣的應用價值。

　　真空絕熱板(Vacuum Insulation Panel，VIP) 是當今世界上最先進的高效保溫材料，其導熱系數一般在4 mW/(m·K) 左右，相當于普通絕熱材料的10倍甚至更高，而其厚度僅為普通絕熱材料的1/7，因此具有環保和高效節能的特性。VIP主要由芯部的隔熱材料和封閉的隔氣薄膜組成，主要依靠其內部的真空度來提高絕熱性能。VIP內部真空度越高，其導熱系數則越低，保溫效果則越佳。導熱系數是表征真空絕熱板導熱性能的重要物理量。在生產制造VIP的過程中，對生產出低導熱系數的VIP提出了較高的要求，因此必須精確測量VIP的導熱系數。另外，VIP使用長久之后，氣體會滲透到板內，使板內真空度破壞，引起其導熱系數提高，保溫性能下降。因此，為了檢測VIP的老化程度，也有必要精確測量VIP的導熱系數。

　　目前國內主要采用大平板熱保護法及其原理研制VIP導熱系數測量裝置。該裝置是基于一維穩態導熱下，采用熱流量的方式計算出VIP的導熱系數。該方法雖然測量精度高，但檢測速度慢，很難滿足大規模生產VIP的要求。若采用多臺儀器同時檢測，雖然提高了檢測速度，但大大提高了檢測成本。為了克服以上問題，對快速檢測方法的研究也顯得越來越重要。如EKO公司推出的HC-120 VIP快速檢測儀，使檢測時間縮短至6 min 以內，真正實現了VIP板的快速檢測。與傳統的檢測方法相比，快速檢測方法大大提高了速度，但檢測成本較高。

　　鑒于目前國內對VIP導熱系數快速檢測方法的研究還不夠成熟，本文致力于研究出一種基于埋入式熱流計法快速高精度測量VIP導熱系數的方法，其測量范圍為1 ～15 mW/( m·K) ，測量誤差小于1%，測量時間為60 s。根據美國ASTM C1484-01 標準的規定，VIP的導熱系數大于11.5 mW/(m·K)被認為失效。

　　3、應用實例與誤差分析

　　本文另外選擇10 塊VIP板進行測量試驗，從而比較上述兩種非線性補償模型的測量精度。該10塊VIP板在出廠前同樣已經過日本EKO 公司的HC-074-300 導熱系數測定儀測定其實際導熱系數，其測量結果如表2 所示。

表2 LSM 補償模型與GNN補償模型測量結果對比表

　　從表2 中不難發現，VIP導熱系數的測量值與實際值之間存在一定的誤差，但基于GNN非線性補償模型的測量精度可達±1%，明顯優于基于LSM非線性補償模型的測量精度。其測量精度非常適合替代昂貴的進口導熱系數測量設備，滿足高精度測量導熱系數的要求。

　　導致VIP導熱系數測量值存在誤差的原因：在測量模型的標定中，雖然基于GNN非線性補償模型明顯優于基于LSM 非線性補償模型，但仍然存在一定的非線性誤差；在外部測量模塊中，本文采用STC12C5A60S2 單片機為主控芯片，測量VIP內部測量組件的頻率變化特征值，使整套系統的成本大大降低，但頻率測量精度偏低；另外，VIP內部測量組件中電子元器件的參數誤差同樣會導致系統存在一定的誤差，尤其是熱敏電阻的精度極大地影響了本實驗的測量精度。

　　4、結論

　　本文通過理論分析、仿真分析和實驗，證明了基于埋入式熱流計法快速高精度測量VIP導熱系數方法的可行性。在測量模型的標定中，針對VIP導熱系數與頻率變化特征值之間的非線性問題，提出了應用遺傳神經網絡實現非線性補償的方法。與基于最小二乘法的非線性補償方法相比，該方法具有誤差小、精度高和全局尋優能力等優點。最后通過實際應用舉例，證明了本文所提方案的可行性和實用性。