激光導(dǎo)熱儀是利用激光脈沖加熱樣品下表面,并通過紅外檢測(cè)器測(cè)量樣品上表面溫度變化計(jì)算得出熱擴(kuò)散系數(shù);
結(jié)合樣品的表觀密度值和比熱(可由激光法測(cè)定,亦可由DSC測(cè)定),計(jì)算可得到材料的熱導(dǎo)率,是一種快速的非接觸式測(cè)量熱導(dǎo)率的儀器。
激光導(dǎo)熱儀測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):
ASTME1461通過閃光法測(cè)定熱擴(kuò)散率的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。
激光導(dǎo)熱儀的應(yīng)用范圍:
激光閃射導(dǎo)熱測(cè)試方法所要求的樣品尺寸小,測(cè)量速度快,精度高;
能夠覆蓋<0.1-2000W/m*K(從較低導(dǎo)熱系數(shù)的聚合物,到超高導(dǎo)熱的金剛石)的寬廣的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量范圍,測(cè)量溫度范圍寬,樣品適應(yīng)面廣;
不僅能測(cè)量普通固體樣品的導(dǎo)熱性能,通過使用合適的夾具或樣品容器并選用合適的熱學(xué)計(jì)算模型;
還可測(cè)量諸如液體、粉末、纖維、薄膜、熔融金屬、膏狀材料、基質(zhì)上的涂層、多層復(fù)合材料、各向異性材料等特殊樣品的熱擴(kuò)散系數(shù)并進(jìn)而計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。
激光導(dǎo)熱儀的試驗(yàn)原理:
激光導(dǎo)熱儀由激光源在瞬間發(fā)射一束激光脈沖,均勻照射在樣品下表面;
使其表層吸收光能后溫度瞬時(shí)升高,并作為熱端將能量以一維熱傳導(dǎo)方式向冷端(上表面)傳播。
使用紅外檢測(cè)器連續(xù)測(cè)量上表面中心部位的相應(yīng)溫升過程,得到類似于右下圖的溫度(檢測(cè)器信號(hào))升高對(duì)時(shí)間的關(guān)系曲線。
2.導(dǎo)熱儀的選擇介紹
生產(chǎn)型企業(yè)(保溫材料生產(chǎn)企業(yè))可以依據(jù)相關(guān)國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選擇不同測(cè)量方法的導(dǎo)熱儀。
如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10294-2008(絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測(cè)定)中所規(guī)定的是穩(wěn)態(tài)法—防護(hù)熱板法和GBT10295-2008絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測(cè)定熱流計(jì)法等。
用戶在選擇導(dǎo)熱儀產(chǎn)品是可從以下幾點(diǎn)參考:
1.改變?cè)嚇雍穸龋瑴y(cè)量條件不變,其導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量值應(yīng)基本一致。
2.環(huán)境溫度在允許范圍內(nèi)波動(dòng),測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性如何。
3.儀器的自動(dòng)化程度及設(shè)計(jì)理念的先進(jìn)性。
4.采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參比板實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和重復(fù)性等。
5.可以選擇與國(guó)際知名廠商的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行全使用溫度段的校對(duì)等。
導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)量有穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。穩(wěn)態(tài)法又有熱流計(jì)法和防護(hù)熱板法之分。
比較其他測(cè)量方法,防護(hù)熱板法的測(cè)量速度相對(duì)較慢,但測(cè)量精確度高,測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定重現(xiàn)性好,是保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試的仲裁方案。
防護(hù)熱板法導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量?jī)x,是穩(wěn)態(tài)測(cè)量法的一種。
適合在高溫情況下測(cè)量材料的導(dǎo)熱系數(shù)。
該導(dǎo)熱儀以全新的設(shè)計(jì)理念,結(jié)合新材料,新工藝,是創(chuàng)新思維在精密儀器設(shè)計(jì)的實(shí)踐,整個(gè)測(cè)試過程自動(dòng)完成。
導(dǎo)熱儀是一種測(cè)量樣品(固體、液體或粉末)的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的函數(shù)關(guān)系的儀器。用沿試樣長(zhǎng)度方向埋設(shè)在試樣中的線狀電導(dǎo)體(熱線)進(jìn)行局部加熱,熱線載有已知恒定功率的電流,即在時(shí)間上和試樣長(zhǎng)度方向上功率不變。
從熱線的功率和接通電流加熱后已知兩個(gè)時(shí)間間隔的溫度可以計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù),此溫升與時(shí)間的函數(shù)就是被測(cè)試樣的導(dǎo)熱系數(shù)。
適用于各種工業(yè)材料、建筑材料、耐火材料、工藝材料、陶瓷材料、食品等。
導(dǎo)熱儀特點(diǎn):
1.迅速并容易測(cè)量各種類型樣品的導(dǎo)熱系數(shù)(熱導(dǎo)率)。
2.依據(jù)樣品和測(cè)量溫度的種類,可選擇適當(dāng)?shù)?font color="#0268CA">傳感器(探頭)。
3.液晶顯示屏幕,測(cè)量中能直接觀測(cè)升溫曲線。
4.升溫曲線采用時(shí)間對(duì)數(shù)顯示,可確認(rèn)測(cè)量值的線性。
5.自動(dòng)判斷樣品適當(dāng)?shù)募訜犭娏鱾?使用PD傳感器時(shí))。
6.自動(dòng)判斷樣品溫度穩(wěn)定后,全自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。
7.可測(cè)量薄膜或紙狀樣品。
平板導(dǎo)熱儀是一種基于傅立葉導(dǎo)熱定律而進(jìn)行材料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量的儀器,在導(dǎo)熱過程中,單位時(shí)間內(nèi)通過給定截面的熱量,與該截面的面積和垂直于該截面方向的溫度梯度成正比,在一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí),其數(shù)學(xué)表達(dá)為:
(1)經(jīng)過積分換算,公式(1)可以推導(dǎo)出
(2)其中,——為被測(cè)材料的導(dǎo)熱系數(shù),;
Q——為通過被測(cè)材料試樣的傳熱量,W;
h——為被測(cè)材料試樣的厚度,m;
A——為計(jì)量板的面積,㎡;
平板導(dǎo)熱儀——為被測(cè)材料試樣高溫傳熱面的平均溫度,℃;
平板導(dǎo)熱儀——為被測(cè)材料試樣低溫傳熱面的平均溫度,℃
這個(gè)公式成立有3個(gè)前提條件:
(1)傳熱是一維傳熱,側(cè)面沒有熱傳遞或熱損失;
(2)被測(cè)材料具有各向同性或垂直導(dǎo)熱截面上有相同的熱物性;
(3)溫差是被測(cè)材料兩個(gè)傳熱面上溫度的差值。但是,在實(shí)際中測(cè)量由于儀器設(shè)備和測(cè)量手段的約束,往往無法理想的滿足這三個(gè)條件,只能使之產(chǎn)生的影響最小化。
例如使被測(cè)材料材質(zhì)盡量均勻,在側(cè)面增加絕熱板,減小側(cè)面熱損失,在盡量靠近熱板表面處埋設(shè)溫度傳感器,減小接觸熱阻等。
所以,實(shí)際應(yīng)用中的平板導(dǎo)熱儀通常由計(jì)量加熱單元、冷板單元、防護(hù)單元、控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、壓緊系統(tǒng)和制冷機(jī)構(gòu)組成。
激光導(dǎo)熱儀是利用激光脈沖加熱樣品下表面,并通過紅外檢測(cè)器測(cè)量樣品上表面溫度變化計(jì)算得出熱擴(kuò)散系數(shù);
結(jié)合樣品的表觀密度值和比熱(可由激光法測(cè)定,亦可由DSC測(cè)定),計(jì)算可得到材料的熱導(dǎo)率,是一種快速的非接觸式測(cè)量熱導(dǎo)率的儀器。
激光導(dǎo)熱儀測(cè)試的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):
ASTME 1461通過閃光法測(cè)定熱擴(kuò)散率的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。
激光導(dǎo)熱儀的應(yīng)用范圍:
激光閃射導(dǎo)熱測(cè)試方法所要求的樣品尺寸小,測(cè)量速度快,精度高,能夠覆蓋<0.1-2000W/m*K(從較低導(dǎo)熱系數(shù)的聚合物,到超高導(dǎo)熱的金剛石)的寬廣的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量范圍,測(cè)量溫度范圍寬;
樣品適應(yīng)面廣,不僅能測(cè)量普通固體樣品的導(dǎo)熱性能,通過使用合適的夾具或樣品容器并選用合適的熱學(xué)計(jì)算模型;
還可測(cè)量諸如液體、粉末、纖維、薄膜、熔融金屬、膏狀材料、基質(zhì)上的涂層、多層復(fù)合材料、各向異性材料等特殊樣品的熱擴(kuò)散系數(shù)并進(jìn)而計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。
激光導(dǎo)熱儀的試驗(yàn)原理:
激光導(dǎo)熱儀由激光源在瞬間發(fā)射一束激光脈沖,均勻照射在樣品下表面,使其表層吸收光能后溫度瞬時(shí)升高,并作為熱端將能量以一維熱傳導(dǎo)方式向冷端(上表面)傳播。
使用紅外檢測(cè)器連續(xù)測(cè)量上表面中心部位的相應(yīng)溫升過程,得到類似于右下圖的溫度(檢測(cè)器信號(hào))升高對(duì)時(shí)間的關(guān)系曲線。