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龙图腾网获悉中国科学院工程热物理研究所申请的专利基于3ω谐波探测的薄片材料面向热导率测量系统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：CN119901761B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02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：202411928549.7，技术领域涉及：G01N22/00；该发明授权基于3ω谐波探测的薄片材料面向热导率测量系统及方法是由杨啸;郑兴华;张挺;王春阳;赵海波;申亚南;张鹏宇;陈海生设计研发完成，并于2024-12-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于3ω谐波探测的薄片材料面向热导率测量系统及方法在说明书摘要公布了：本申请提供了一种基于3ω谐波探测的薄片材料面向热导率测量系统及方法，属于热导率测量技术领域，系统包括PCB板、电极、锁相放大器子系统和真空恒温舱子系统，PCB板设置于真空恒温舱子系统内，PCB板上设有镂空区域，电极的两端搭接在PCB板上，电极的中间区域位于镂空区域的上方，待测薄片材料设置于电极上，电极与位于真空恒温舱子系统外部的锁相放大器子系统连接。方法包括将待测薄片材料放置于电极上，控制真空恒温舱子系统达到预设温度和预设真空度，通过锁相放大器子系统获取三倍频电压，基于三倍频电压，通过计算公式获取待测薄片材料的热导率。本申请减小测量误差，提高了测量结果的准确度，拓宽了测量材料种类。

本发明授权基于3ω谐波探测的薄片材料面向热导率测量系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于3ω谐波探测的薄片材料面向热导率测量系统的测量方法，其特征在于， 所述系统包括PCB板、电极、锁相放大器子系统和真空恒温舱子系统，PCB板设置于真空恒温舱子系统内，PCB板上设有镂空区域，电极设为多个，电极的两端搭接在PCB板上，电极的中间区域位于镂空区域的上方，待测薄片材料设置于电极位于镂空区域的中间区域上，电极的一端通过导线与位于真空恒温舱子系统外部的锁相放大器子系统连接； 所述锁相放大器子系统包括第一运算放大器、第二运算放大器、前置放大器、锁相放大器、可调电阻和数据采集组件，第一运算放大器的输出端和第二运算放大器的输出端分别与前置放大器的输入端连接，前置放大器的输出端和锁相放大器的输入端连接，锁相放大器的输出端与数据采集组件连接，可调电阻的一端与数据采集组件连接，可调电阻的另一端以及第二运算放大器的输入端分别与电极连接，第一运算放大器的输入端并联在可调电阻的两端； 多个电极包括并列设置的第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，待测薄片材料与每个电极均接触，第一电极的一端与可调电阻的另一端连接，第二电极的一端和第三电极的一端分别与第二运算放大器的输入端连接，第四电极的一端接地； 所述方法包括： 将待测薄片材料放置于电极上，待测薄片材料的长度方向与电极的长度方向垂直； 控制真空恒温舱子系统达到预设温度和预设真空度； 通过锁相放大器子系统采集试验数据，提取三倍频电压； 基于提取的三倍频电压，通过计算公式获取待测薄片材料的热导率； 所述基于提取的三倍频电压，通过计算公式获取待测薄片材料的热导率，包括： 构建坐标系，待测薄片材料的长度方向为x轴，待测薄片材料的宽度方向为y轴； 构建含有内热源的二维非稳态导热微分方程： ， 其中，ρ是待测薄片材料的密度，Cp是待测薄片材料的比热容，k是待测薄片材料的热导率，I0sintωt是锁相供给材料的交流电流，L是位于中间两个电极之间的间距，a是待测薄片材料的半宽，S是待测薄片材料沿x轴方向的截面积，R0是待测薄片材料的原始电阻，αCR是待测薄片材料的电阻温度系数，T0是初始温度； 令，对二维非稳态导热微分方程进行求解，获得温度的关系式： ， 其中，m为第一求和整数变量，n为第二求和整数变量， ； 根据温度的关系式，求解电阻关系式： ， ； 根据电阻关系式，求解电压关系式V： ， ； 根据电压关系式，取n=1，m=1，得三倍频电压V3ω： ； 将提取的三倍频电压，并结合三倍频电压V3ω的公式，获得待测薄片材料的热导率k。

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