多功能快速導(dǎo)熱系數(shù)測試儀

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

實(shí)驗(yàn)過程

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、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)。