一、定義
瞬態(tài)平面熱源技術(shù)(TPS)是用于測量導(dǎo)熱系數(shù)的一種新型的方法,由瑞典Chalmer理工大學(xué)的Silas Gustafsson教授在熱線法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它測定材料熱物性的原理是基于無限大介質(zhì)中階躍加熱的圓盤形熱源產(chǎn)生的瞬態(tài)溫度響應(yīng)。利用熱阻性材料做成一個(gè)平面的探頭,同時(shí)作為熱源和溫度傳感器。合金的熱阻系數(shù)一溫度和電阻的關(guān)系呈線性關(guān)系,即通過了解電阻的變化可以知道熱量的損失,從而反映了樣品的導(dǎo)熱性能。該方法的探頭即是采用導(dǎo)電合金經(jīng)刻蝕處理后形成的連續(xù)雙螺旋結(jié)構(gòu)薄片,外層為雙層的絕緣保護(hù)層,厚度很薄,它令探頭具有一定的機(jī)械強(qiáng)度并保持與樣品之間的電絕緣性。在測試過程中,探頭被放置于樣品中間進(jìn)行測試。電流通過探頭時(shí),產(chǎn)生一定的溫度上升,產(chǎn)生的熱量同時(shí)向探頭兩側(cè)的樣品進(jìn)行擴(kuò)散,熱擴(kuò)散的速度依賴于材料的熱傳導(dǎo)特性。通過記錄溫度與探頭的響應(yīng)時(shí)間,由數(shù)學(xué)模型可以直接得到導(dǎo)熱系數(shù)。
材料類型:金屬、陶瓷、合金、礦石、聚合物、復(fù)合材料、紙、織物、泡沫塑料(表面平整的隔熱材料、板材),聚氨酯、酚醛、尿醛、礦物棉(玻璃棉、巖棉、礦棉)、水泥墻體、玻璃增強(qiáng)復(fù)合板CRC、水泥聚苯板、夾心混凝土、玻璃鋼面板復(fù)合板材、紙蜂窩板等。
二、技術(shù)參數(shù)
1.測試范圍: 0.005—300W/(m*K)
2.測量溫度范圍: 室溫—130℃
3.探頭直徑: 15 mm
4.精度: ±3%
5.重復(fù)性誤差: ≤3%
6.測量時(shí)間: 1~160秒
7.電源: AC 220V
8.整機(jī)功率: ﹤500w
儀器特點(diǎn):
1、直接測量熱傳導(dǎo),節(jié)約時(shí)間
2、測試范圍寬,精度高
3、只需平整的樣品表面,無須特別的樣品制備
4、可用于固體、粉末、涂層、薄膜、液體等材料等的測定
5、參考標(biāo)準(zhǔn)ISO22007-2.2008
軟件界面
1、預(yù)熱過程1:把探頭放置在兩個(gè)待測樣品之間,利用彈簧架將探頭壓緊,且確保探頭置于樣品中心位置,把功率旋鈕逆時(shí)針旋到底,然后打開主機(jī)電源通電30分鐘,這段時(shí)間內(nèi)不作任何操作;
2、預(yù)熱過程2:預(yù)熱過程1結(jié)束以后,測量時(shí)間設(shè)置為160S,根據(jù)功率設(shè)置選擇探頭型號(hào)、計(jì)算探頭電阻,然后把功率調(diào)到小,再調(diào)節(jié)曲線基準(zhǔn)(測試時(shí)間為160S時(shí),調(diào)至0.02-0.03之間;測試時(shí)間為40S時(shí),調(diào)至0.03-0.05之間;測試時(shí)間為10S時(shí),調(diào)至0.06-0.08之間;測試時(shí)間為5S時(shí),調(diào)至0.12-0.15之間;),
設(shè)置結(jié)束以后,開始預(yù)熱測試,此過程所測數(shù)據(jù)不作為參考依據(jù),測試結(jié)束靜置10分鐘以后,即可進(jìn)行正常的實(shí)驗(yàn)測試;
3、按待測材料的要求(參考材料參數(shù)設(shè)置表格),根據(jù)功能鍵說明設(shè)置測量條件的參數(shù);
4、打開上位機(jī)的測試軟件,選擇好軟件的通訊端口;按主機(jī)上功能鍵設(shè)置的參數(shù)填寫軟件,然后開始測量,等到主機(jī)的蜂鳴器響起,此時(shí)主機(jī)上傳數(shù)據(jù)結(jié)束;
5、根據(jù)要求操作上位機(jī)軟件,分析得到待測材料的導(dǎo)熱系數(shù)。
某客戶產(chǎn)品實(shí)測
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