TP02 土壤热导率探头

TP02  土壤热导率探头

非稳定状态探头—热导率测量

TP02是一种探头，可以快速准确地测量出介质的热导率(或热阻)，精度高。该探头符合ASTM D5334-14，D5930-97和IEEE 442-1981标准，标准的TP02探头在土壤、热回填材料，沉积物、食品、粉末、 污泥、油漆、胶水以及其它各种材料中已经被证实具有非常好的稳定性。非稳态探测器(NSSP)测量方法 (也称为瞬态线源，热针，热脉冲和热线技术) 的基本优势是快速。Hukseflux专门从事NSSP设计，特殊的型号已经开发用于现场实验。为了长久性的安装在土壤里面，设计了一个专注的型号—TP01。TP02的设计和测试都是和瓦格宁根大学的应用物理小组一起合作完成。

TP02非稳态探头由带有2个热电偶结的针组成；热接头（3），以及冷接头（4）（尖头的冷接头保持稳定的温度）和电热丝（2）。将针头插入要研究的介质中。在基准（6）中，参考温度传感器（pt1000），（1）已安装。这种设计的优点：精度独立于中等温度，对热梯度的敏感性小。针长150毫米。所有尺寸以毫米为单位。

TP02  简介

美国学会的标准测试与材料研究所（ASTM）电气和电子工程师（IEEE）描述证实了测量材料热导率的方法。ASTM D5334-14和D5930-97以及IEEE标准442-1981“标准测试方法”特殊用于非稳态探测器（NSSP），并且已经在各种领域得到应用。一个NSSP由加热导线，上乘线源，一个温度传感器组成。温度传感器用于测量这个源的温度。NSSP的原理是依赖于线源的独特属性：短时温度上升期间，?T取决于加热器功率，Q，以及介质热导率λ:  

?T = (Q / 4 π λ) (ln t + B)

　　?T单位是K，Q单位是W/m，λ单位是W/mK，t为时间单位是s，B为常数。通过测量加热器功率，并跟踪温度时间(对于TP02典型为100s)，λ可以被计算出来。没有限定采样尺寸。

测量Q，t和 ?T，可以分别直接测量功率，时间和温度。完成这些测量不需要参考材料。

TP02作为一个单独的探头，可以和用户的其它测量和控制系统一起工作，可以和Campbell Scientific的CR10X和CR1000数据采集器一起工作。

TP02  设计

Hukseflux的TP02设计涵盖了广泛的应用，设计考虑因素如下：

●TP02包含2个热电偶，外形为针式，电压输出U与  ?T成正比。一个尖头不能被加热，只是作为一个参比。主要信号是此热接头之间的差分信号长度的1/3和尖头处的冷接头。开始测量之前，这个电压总是很小，独立于介质温度。只有在针头上有一个传感器，U在顶部发出较大的信号。 

两个热电偶设计具有卓越的精度，尤其是在测量高温和低温时。

此外，针中的冷结和加热结，介质温度变化的灵敏度已经被小化。

        ●　基本温度传感器：传感器基于Pt1000铂电阻，作为一个冷    结测量，建立了介质温度Ｔ（ASTM要求的）。这个用于温度热电偶灵敏度校正，也可以在整个量程范围内提供卓越的精度。

 ● 耐温湿度：TP02上所有的材料都具有耐高温特性，针全部由不锈钢制作，TP02已完全密封。它有一个焊接保护，这种密封保证了传感器的长期稳定性，整个针防水。

 ● 标准电缆和连接器：底座中的Pt1000温度传感器，使用铜芯   电缆和连接器，用于TP02的电缆延长。

 ● 长期稳定性：全部密封的结构可以在实质上保护内部不会受  到侵蚀，长时间的维持传感器的稳定性。

● 数据处理：从TP02获得的数据可以用电子表格进行直接处理  程序。

标定/ISO 9000

验证总探头的稳定性可以通过重复（每年）测试，可追溯校准参考气缸（CRC），这些可以从Hukseflux购买。TP02适合在ISO标定实验室中使用。

更多信息/可选项

标准：ASTM标准可以在上获得；

替代设计：Hukseflux专门从事NSSP设计。替代型号：比如更   小、更牢固、温度抵抗性更强的TP08；

土壤的长久性安装：TP01专门设计用于长期监测；

测量和控制解决方案：详见TP02手册；

手册：TP02手册是可通过电子邮件以PDF文件形式免费获得；

为了更高精度的标定，CRC标定参比筒可以使用；

为了插入硬度很高的土壤，GT系列导深管可以使用。

技术性能参数

测试方法：ASTM D5334-14和D5930-97 IEEE标准442-1981； 

针长：150 mm ；

可溯源：NPL ；

范围(λ)： 0.1—6 W/m.K ；

灵敏度(?T)：K型热电偶，ANSI MC96.1-1982； 

温度范围：-55至+180℃ ；

精度(20 °C时)：+/- (3% + 0.02)W/mK；

温度依赖性精度：+/- 0.02 %/K (附加) ；      

测量循环周期：100 s (典型值) ；

供电需求(开关)：3 V，1 瓦  ；

针和基部保护等级：IP 68 ；

整个传感器保护等级：IP 67；

介质/样品需求：颗粒状材料，粉末，泥浆，凝胶，糊状物，某些样品需要预先钻孔。采样尺寸：最小半径20 mm ；

更小采样：咨询HUkseflux。

注意：请参阅手册获得更加详细的信息。