导热系数测定仪原理

热阻分析仪主要借助上下棒温度差计算得到通过的热流，再结合面积大小得到最终的接触热阻和热传导率等一系列参数。高端TIMA 5 热界面材料分析仪遵循ASTM D5470标准，具有集成化程度高、全自动分析测量、样品头切换简单、高精度厚度/温度/力值监控等特点，基于人体工学设计、用户体验好。可最终得到热阻抗、表观热导率和热界面阻抗等数据；除此之外，还可进行样品老化行为测试、生命周期评估、热机械稳定性、固化参数研究、界面状态研究、原位可靠性分析、极端条件下的测试等。样品种类包括液体化合物，如油脂、糊状物、相变材料；凝胶、软橡胶和硬橡胶和陶瓷、金属、塑料、复合物、胶粘剂固化、油脂和膏状样品、固化填充物和胶粘剂、各向异性复合物等。 技术参数：温度范围：RT-150°C(可提供更宽范围)力值范围：±300N(可提供更宽范围)温度准确度：±0.05K…欢迎联系我司，索要样本。

一、导热系数测定仪DR3030荣计达仪器产品概述：导热系数是用来衡量耐热材料的导热特性和保温性能的重要参数，导热系数测定仪用于测定材料在不同温度状态下的导热系数。二、导热系数测定仪DR3030荣计达仪器适用标准：GB/T 10294-2008 《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定》GB/T 3399-1982 《塑料导热系数试验方法—护热平板法》GB/T 10801.1-2002 《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》GB/T 10801.2-2002 《绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)》GB/T 3139-2005 《纤维增强塑料导热系数试验方法》GB/T 17794-2008 《柔性泡沫橡塑绝热制品》三、智能型导热系数测定仪型设计原理：在冷板、热板和护板达到稳态热平衡的条件下，按照一维稳态传热方程， 热板加热器产生的热量通过试件传递到冷板，并由冷板的循环水等介质传递到系统外，形成了一个热力循环。 该循环的热力方程式如下：式中： ——加热单元计量部分的平均加热功率，单位为瓦(W)；d ——试件平均厚度，单位为米(m)； ——试件热面温度平均值，单位为开(K)； ——试件冷面温度平均值，单位为开(K)； A ——计量面积，单位为平方米(m2)。导热系数测定仪校准规范四、应用领域：该仪器属于建筑材料节能检测类仪器。该仪器可以广泛用于耐热和保温材料的生产企业、相关质量检验部门和单位、高等院校和研究所等科研单位。主要测试的材料有：1、外墙保温材料：硅酸盐保温材料、陶瓷保温材料、胶粉聚苯颗粒、挤塑板XPS、硬泡聚氨酯保温板、发泡水泥板和A级无机防火保温砂浆等。2、屋面材料：陶瓷保温板、XPS挤塑板、EPS泡沫板、珍珠岩及珍珠岩砖、蛭石及蛭石砖和发泡水泥等。3、热力、空调材料：酚醛树脂、聚氨酯防水保温一体化、橡塑海绵、聚乙烯、聚苯乙烯泡沫、玻璃棉和岩棉等。4、钢构材料：聚苯乙烯、挤塑板、聚氨酯板和玻璃棉卷毡等。5、无机保温材料：发泡水泥等。选配仪器：制样机 养护箱 干燥箱 绝热材料导热系数参比板 电子天平导热系数测定仪操作规程五、产品特点：机械结构部分箱体外观：外观质量优异，机械强度高，耐腐蚀。测量准确度高：双试件式设计，避免因系统的误差导致材料的导热系数的偏差。设备灵活性高：箱体底部采用脚轮设计。电子硬件部分控制核心采用进口OMRON(欧姆龙)可编程逻辑控制器CPU单元及其配套温度扩展模块，抗干扰能力强，稳定性高。执行器采用施耐德新型固态无触点开关器件隔离控制，可靠性高、噪音低、开关速度快。数据接口采用计算机标准RS-232串行端口，数据稳定，可靠性高，使用方便。控制方法为PID控制，通过软件自整定调节PID参数，保障了控温精度。软件部分软件界面友好，操作方便。软件控制系统包括自动控制和手动控制两种方式。自动控制方式可以自动控制设备运行、自动检测、自动采集、自动显示试验曲线、自动完成试验，同时还可以自动生成测试结果、自动生成检测报告等。手动控制方式有助于设备的调试功能。应用部分测试主机与制冷设备的独立分离设计，减少干扰，便于维护。在线测量厚度，在恒定的压力状态下，其数值在数显表上直接显示。测试时间短，常规的测量时间为(120-150)min。测量的范围大，量程(0.001-2.000)W/(mK)。全温度测量，可以自行测试温度范围内的任一点温度的导热系数。在线计量校准程序-我公司采用独有的技术，可同时标定温度、标定系统误差，准确、快速，方便计量检定。六、技术参数：试件标准尺寸：300mm×300mm×H(5～40) mm；2、试件平整度：0.1mm；3、导热系数测量范围：(0.001—2.000)W/ (m&bull K)；4、热阻测量范围：≥0.02 m2K/W；5、导热系数测量精度：±3%；6、导热系数测量重复性：±1%；7、温度分辨率：0.01℃；8、试验室温度：(15—30)℃，标准温度(23±2)℃；9、试验室湿度：(20—80)%RH，标准(40—60)%RH；10、电源电压：AC 220V±10%, 2.5KW；11、标准厚度：25mm；12、夹紧力：≤2.5kPa；13.常规测试时间：(120-150)min；14.控制核心采用进口欧姆龙PLC；15.控温范围：-5℃—95℃；*16.触摸屏工控机嵌入在仪器上，节省空间。*17.冷板控温采用自制恒温槽，软件自动控制。*18.制冷核心部件采用进口丹弗斯压缩机。*19.电子尺自动读取试件厚度到软件。*20.电路部分控制器采用日本欧姆龙PLC。*21.温度采集模块采用24位高精度模块。*22.热板控温电源功率精度0.00001w。试验室环境要求电源电压：AC 220V±10%, ＞2.5KW，安全接地线；试验室温度：(15—30)℃，推荐温度(23±2)℃；试验室湿度：(20—80)%RH，推荐(40—60)%RH；试验设备占地空间：2.3m×1m×1.2m；试验室门尺寸：＞0.9m。

TCT-S2导热系数测定仪材料的热导率是研究材料物理性能的一个重要参数指标，在航空、原子能、建筑材料、非金属材料等工业部分都要求对有关材料的热导率，进行预测或实际测定。该仪器基于瞬态平面热源法的原理，以及相关国标要求，并做出了相应的改进，由计算机自动完成测试工作。满足了材料检测部门对材料导热系数的高精度测试要求。仪器参考标准：ISO 22007-2 2008一、仪器简介TCT-S2是利用瞬态平面热源技术（TPS）开发的导热系数测定仪,可用于各种不同类型材料的热传导性能的测试。瞬态平面热源法是研究热传导性能中精确、方便、快速的一种方法。它是一种新技术，在研究材料时能够快速准确的测量热导率。该方法采用双螺旋结构的平面探头（如下图），用合金薄片刻蚀而成。测量时，平面探头要放置在两个样品之间（如下图），探头既是热源，又是传感器。测量样品时，利用惠斯通电桥的原理来检测探头上电压的变化，然后把采集的数据送给上位机软件分析处理，最后得到导热系数。 主要技术参数和测试要求1、测试范围：0.005—300 W/(m*K)2、探头直径：7.5mm和15mm3、测试精度：±5%4、重复性误差:≤5%5、测试时间：5~160秒6、电源电压：AC 220V7、整机消耗功率：﹤500W8、测量温度范围:室温～130℃（可以根据需求选配最低达-20℃的低温系统）测试要求：1、样品制样 要求平整光滑，样品直径大于3cm；2、样品放在夹具并夹紧，探头处在中间位置；3、如果有标准样品可进行仪器系数的校准，然后再测试；4、每次试验最好设置相同的功率和基准；5、每次实验最好间隔20分钟以上；相同测试条件下记录5组数据，去掉最大和最小值，剩下3组取平均值测得样品的导热系数。三、仪器特点1：测试材料范围广泛，可用于固体、液体、膏体等材料的测定，测试性能稳定；2：无须特别的样品制备，对样品形状并无特殊要求，只需相对平滑的样品表面并且满足长宽至少为探头直径的两倍即可，至于单片样品的厚度可以参考表2；3：先进的控制系统。内部采用ARM微处理器对系统进行控制，仪器工作效率更加高效。四、仪器界面功能键说明触摸键设置，为客户提供更方便的操作方式。开机进入操作界面，在主界面下有【设定时间】【调节功率】【调节基准】【环境温度】等显示。点击【设定时间】，进入子界面可以设定测量时间，该仪器可设定的测量时间为5S、10S、40S和160S，设置结束后点击【OK】，（不同待测材料的时间选择可参考表格）。点击【选择探头】，进入子界面可以看见【探头型号】【探头阻值】栏，该界面下，可以选择探头型号，计算所使用的探头阻值，使用功率旋钮调节实验所需的功率，设置结束后点击【确定】，进入主界面（不同待测材料的功率选择可参考表格）。【设定时间】和【调节功率】设置完毕后，点击 主界面下的【调节基准】，根据实验要求使用基准旋钮调节即可，该功能主要是防止上位机软件显示曲线时溢出。【环境温度】显示当前仪器内的温度。主界面设置完成后，打开上位机软件，此时即可进行材料的热导率测量，点击【开始Run】进行测量，主机数据采集完成后，主机会把数据自动传送给上位机的软件，伴随着主机中蜂鸣器的响声，此时上传数据完毕。利用上位机软件进行数据的分析处理，得到待测材料的导热系数。测试完毕后，关闭上位机软件，关闭主机电源。五、软件安装操作说明1、软件安装双击出现如下界面，单击下一步。选择同意许可协议的条款，点击下一步。输入名称，点击下一步。选择安装路径，点击下一步。创建快捷方式文件夹，点击下一步。确认信息，点击下一步。安装成功，点击完成。安装结束，桌面自动出现快捷方式。2、软件卸载选择开始 — 程序 — 导热系数测定仪—卸载。卸载界面出现，点击下一步卸载结束，点击完成。卸载完成后，桌面快捷方式自动删除。3、软件使用打开软件，进入主界面。主界面如下图所示：打开设备，并插上数据线，选择菜单栏中的“设置”-“通信连接”，如下图所示联接成功，状态栏会显示：此时设备已经联接到计算机，可用软件接收对其进行控制和数据处理。如果设备未连接，则会弹出联接失败对话框：请检查设备是否连接到计算机。开始实验前，请填好以下信息。输出功率、探头电阻值见主机。选择菜单栏中的“绘图”——“开始绘图”，或者点击图标进行试验，如下图所示：此时在设备上选择测量时间、功率，点击开始。测量完成时，设备向PC机发送数据，软件接收数据，如下图所示此时实验信息中会显示测量时间、采样间隔等实验数据，如图所示：试验数据显示在“记录数据”区。“平均数据”区显示试验数据的平均值。选择菜单栏中的“绘图”——“结束绘图”，或者点击图标停止试验，如图所示：软件停止测试。状态栏显示如图所示此时点击“数据分析”---“导热系数”软件自动计算材料的导热系数。显示在“实验信息”---“导热系数”一栏中。计算时间从几秒钟到几分钟不等，请耐心等待。分析数据时请不要进行其他相关操作，可使分析过程快速完成。计算完成后，弹出下图窗体，点击确定按钮。实验信息中显示计算结果。点击“数据分析”——“仪器系数”弹出如图所示： 输入理论和实测导热系数，点击“计算”，得到仪器系数。结果同时出现在实验信息栏中。选择菜单栏中的“绘图”——“清空绘图”，或者点击图标清空绘图。如图所示：4、数据保存选择菜单栏中的“文件”——“保存” ，或者点击图标保存绘图。如图所示：选择保存后，会弹出保存界面，用户可以根据自己需要在输入保存的文件名，选择保存地址，数据会以txt文本格式保存，同时保存一同名的excel文件。如图所示：数据保存成功完成后，会弹出对话框提示保存成功，如图所示：5、打开数据文件选择菜单栏中的“文件”——“打开” ，或者点击图标打开文件。如图所示：选择打开后，会弹出打开界面，用户可以选择要进行的数据处理的文件打开，如图所示：6、退出程序选择菜单栏中的“文件” ——“ 退出” ，或者点击图标，会弹出是否退出程序的对话框，点是则退出程序，对话框如图所示：选择“是”后将会退出程序。表1：（实验参数设置条件）金属合金致密陶瓷不锈钢陶瓷聚合物绝缘材料导热系数[w/(mk)]17040141.50.190.028温升△T(K)1.02471012实验时间(s)5101040160160测试功率(w)10751.20.20.023探头型号1号××××√√2号√√√√√√表2：（导热仪探头型号适用条件参考）时间（S）导热系数[w/(mk)] （注3）探头型号0＜d＜r1r1≤d≤r2r2＜d（注2）温升△T(K) （注4）160≤0.2*1号√√√√10～152号××√＞0.2*0.2～0.42号（注1）√√√√√8～10400.4～25～8102～1002～55＞1001～2注：1、导热系数＞0.2此栏，探头型号只能选择2号探头2、d是单片样品的厚度；r1是1号探头半径（3.75mm）；r2是2号探头半径（7.5mm）；“√”代表可以测试；“√√”代表样品叠加测试，“×”代表不可以测试，“*”代表经验值，该值由实验试测分析得到。3、该导热系数为经验值；4、具体温升根据实际测试状态选定，包括探头、仪器等因素。六、实验步骤1、预热首先观察拿到的样品，要使被测样品的表面保持平整光滑。预热过程：把探头放置在两个待测样品之间，利用弹簧架将探头压紧，且确保探头置于样品中心位置。将主机的电源线和与电脑之间的连接线接好。把功率旋钮逆时针旋到底，然后打开主机电源通电30分钟，在软件中设置与仪器的通信连接，并连接成功。 这段时间内不作任何操作；2、预测试预测过程：预热过程结束以后，可先对样品进行预测，从而确定样品导热系数的大致范围。首先用2号探头对被测样品进行预测。测量时间设置为160S，然后单击OK，时间设置完成；设置计算探头电阻，然后把功率调到最小，再调节曲线基准（测试时间为160S时，调至0.02-0.03之间；测试时间为40S时，调至0.03-0.05之间；测试时间为10S时，调至0.05-0.07之间；测试时间为5S时，调至0.07-0.10之间；）待主机参数设置后，不断点击探头阻值后的计算按钮直至探头阻值不发生变化并保持稳定为止；（设置样品的测试参数）在计算机软件中将仪器设置的数据输入进计算机中。根据预测的实验数据确定所用探头型号，如果样品大致的导热系数小于0.2就用1号探头进行测试，如果样品的导热系数大于0.2可以使用2号探头进行测试。用1号探头测试的样品其测试软件中的TCR设置为0.009，用2号探头测试的样品其测试软件中的TCR设置为0.005。为保证探头的安全性，1号探头的功率不能超过0.4W，2号探头的功率不能超过14W。按主机上功能键设置的参数填写软件,；然后开始测量，等到主机的蜂鸣器响起，此时主机上传数据结束；测试结束静置10分钟以后，即可进行正常的实验测试；3、测试预测试结束后，多次重复上述测试步骤，得出有关结果。注：在软件设置中1号探头设置TCR为0.009；2号探头设置TCR为0.005。4、结果根据要求操作上位机软件，分析得到待测材料的导热系数。探头使用注意事项：1、探头不能在没有接触样品的情况下测试，以免造成探头永久性损坏；2、测试中功率不能无限加大，否则会有烧毁探头的风险。3、仪器在使用前和结束后都应当将功率调节最小，防止仪器开启时功率过大损伤探头注 1、多次实验时，前后时间间隔不少于5分钟；2、实验开始前功率旋钮一定要逆时针旋到底，遵循功率由低到高进行调节；3、由于上位机软件自身算法的需要，建议软件连续运行不超过3小时，如超过需关闭软件然后重新打开运行。七、系统配置1、测试主机一台2、测试探头一号、二号各一个3、样品支架一台4、电源线一根5、保险丝5只6、测试软件（含专用数据线，数据U盘一张）7、仪器说明书，实验案例、出厂合格证、保修卡各一份（客户自配计算机（USB插头））