Многофункциональный быстродействующий прибор для измерения теплопроводности — это многофункциональная система для определения теплофизических свойств материалов, основанная на методе переходного плоского источника (Transient Plane Source, TPS), также известного как метод Hot Disk. Прибор напрямую измеряет процессы теплопередачи с помощью плоского дискового датчика, что позволяет быстро и точно определять теплопроводность и связанные тепловые параметры.
По сравнению с традиционными стационарными методами данный метод эффективно устраняет влияние контактного термического сопротивления и требует минимальной подготовки образца. Благодаря широкой области применения, короткому времени испытаний и надежным математическим моделям система широко используется для анализа твердых тел, порошков, жидкостей, паст, тонких пленок, теплоизоляционных и анизотропных материалов.
Применение
Многофункциональный быстродействующий прибор для измерения теплопроводности подходит для оценки теплофизических свойств широкого спектра материалов и научно-исследовательских/промышленных задач, включая:
(1) Металлы и сплавы (объемные образцы, материалы с высокой теплопроводностью)
(2) Графит и теплопроводящие наполнители
(3) Материалы термоинтерфейса: термопаста, силиконовый гель, силиконовая резина
(4) Керамика и неорганические материалы
(5) Геотехнические материалы, включая грунт, горные породы и геологические образцы
(6) Полимеры и композиты
(7) Бумага, текстиль, пеноматериалы и бетон
(8) Теплоизоляционные и барьерные материалы
(9) Тонкие материалы и пленки (толщина 0,01–1 мм)
(10) Анизотропные материалы с направленной теплопроводностью
Система позволяет измерять теплопроводность, температуропроводность, удельную теплоемкость, объемную теплоемкость, тепловую эффузивность и термическое сопротивление для твердых, порошкообразных, жидких, пастообразных, покрытий и слоистых материалов.
Стандарты
Прибор разработан и эксплуатируется в соответствии со следующими стандартами:
(1) ISO 22007-2:2008 / ISO 22007-2:2015 — Пластмассы. Определение теплопроводности и температуропроводности. Часть 2: метод переходного плоского источника (Hot Disk)
(2) GB/T 32064-2015 — Определение теплопроводности и температуропроводности. Метод TPS
Технические параметры
| Параметр | Характеристика |
|---|---|
| Диапазон теплопроводности | 0,001 – 500 W/(m·K) |
| Разрешение теплопроводности | 0,0001 W/(m·K) |
| Диапазон температуропроводности | 0,1 – 100 m²/s |
| Диапазон тепловой эффузивности | 0,1 – 30 W/(m²·K) |
| Удельная теплоемкость | 0,1 – 5 kJ/(kg·°C) |
| Термическое сопротивление | 0,5 – 0,000005 mm²·K/W |
| Точность измерения температуры | ≤ 0,001 °C |
| Относительная погрешность | ≤ 3% |
| Повторяемость | ≤ 3% |
| Время испытания | 1 – 120 с |
| Температура среды | Комнатная |
| Опциональный диапазон | –40 до 150 °C / –40 до 250 °C |
| Питание | AC 220 V ±10%, 50/60 Hz |
| Мощность | < 500 W |
| Стандартный зонд | Φ15 мм, –40 до 150 °C |
Особенности
(1) Прямое измерение теплопередачи с сокращенным временем испытаний
(2) Минимальное влияние контактного термического сопротивления
(3) Не требует сложной подготовки образцов
(4) Широкий диапазон измерений
(5) Гибкие математические модели для разных материалов
(6) Подавление влияния естественной конвекции
(7) Быстрое и стабильное тестирование
(8) Автоматическое программное обеспечение для анализа и отчетов
Комплектующие
(1) Датчик Hot Disk (Φ15 мм)
(2) Дополнительные зонды: Φ30 мм, Φ15 мм, Φ7,5 мм, Φ4,0 мм
(3) Зажим для твердых образцов
(4) Ячейки для порошков, паст и жидкостей
(5) Устройство для тонких образцов
(6) Температурная камера (–40 до 250 °C)
(7) Вакуумная система (опционально)
Процедура испытаний
(1) Выбрать зонд и режим измерения
(2) Разместить датчик между образцами или в ячейке
(3) Обеспечить стабильный контакт
(4) Задать параметры в ПО
(5) Запустить измерение
(6) Система фиксирует температурный отклик
(7) ПО рассчитывает параметры и формирует отчет
Обслуживание
(1) Поддерживать датчик в чистоте
(2) Избегать механических повреждений
(3) Не допускать перегиба проводов
(4) Периодически проверять с эталонными материалами
(5) Хранить аксессуары в защитной упаковке
Часто задаваемые вопросы
1. Чем отличается данный прибор от стационарных методов?
Прибор использует TPS-метод, который измеряет теплопередачу в переходном процессе. Он не требует длительного установления теплового равновесия и менее чувствителен к контактному сопротивлению, что ускоряет тестирование.
2. Какие материалы можно тестировать?
Металлы, керамика, полимеры, графит, композиты, почвы, породы, пеноматериалы, текстиль, жидкости, пасты и тонкие пленки.
3. Нужна ли подготовка образцов?
Для твердых материалов достаточно ровной поверхности. Для порошков, жидкостей и паст используются специальные ячейки.
4. Какие параметры можно получить?
Теплопроводность, температуропроводность, удельная теплоемкость, объемная теплоемкость, тепловая эффузивность и термическое сопротивление.
