固態導熱系數測試儀測量原理:
A.瞬態法的理論基礎是無限大介質中的徑向維非穩態導熱。設有根半徑為ro的無限長金屬線源豎直地插入液體中,線源的熱導率無限大,熱容量近似為零,液體和線源在初始時刻處于熱平衡,設平衡溫度為To,當突然給線源加恒定的熱流q時,熱量從線源傳遞給被測材料。
B.Carslaw和Jaeger基于材料對無限小、長源恒定熱流的溫度響應給出了計算材料導熱系數數學解。
C.式中θ為探頭溫升,T為t時刻探頭溫度,T0為探頭初始溫度,q為加熱率,λ為樣品導熱系數,α為樣品熱擴散系數,r為測試徑向位置,Ei為數積分函數,其表達式為。
D.其中μ=r2/4αt,當r2/4αt<<1時,可用其前兩項表示,從而得到。
E.其中歐拉常數C=0.57726。對上式兩端取微分可得到樣品導熱系數。
F.以上推導忽略了探頭的尺寸和熱容等影響因素,實際測量中,由于探頭具有定體積和熱容,因此在探頭開始加熱時,樣品溫升會有個時間滯后,在對數時間—溫升曲線圖上表現為非線性段,這個時間取決于探針尺寸和結構,之后入線性段,后曲線將趨于平穩。本儀器采用用篩選數據法取線性段上的數據行線性擬合,從而得到導熱系數值。當材料的導熱系數已計算出,也就能計算出熱擴散系數。
G.比熱容通過如下公式計算:
C=λ/(a*p)。
a).熱擴散率,單位m2/s。
b).導熱系數,單位W/(m•K)。
c).密度,單位g/m3。
d).比熱容,單位KJ/(kg•K)。
固態導熱系數測試儀主要特點:
1.迅速并容易測量各種類型樣品的導熱系數(熱導率)。
2.依據樣品和測量溫度的種類,可選擇適當的傳感器(探頭)。
3.液晶顯示屏幕,測量中能直接觀測升溫曲線。
4.升溫曲線采用時間對數顯示,可確認測量值的線性。
5.自動判斷樣品適當的加熱電流値(使用PD-11傳感器時)。
6.自動判斷樣品溫度穩定后,自動行測量。
7.可測量薄膜或紙狀樣品(需另購選件品SOFT-QTM)。
固態導熱系數測試儀安裝調試
1、將儀器擺放在試驗臺上面,安置好儀器,注意不要碰撞儀器,以免出現故障。安裝好計算機。
2、接上儀器的電源線(220V50hz),計算機通訊線,RS485接口連接在計算機COM1口。
3、電腦安裝Office2003辦公軟件,包括Access2003和Excel2003。安裝打印機和打印機驅動程序。
4、將隨機光盤放入光驅中找到應用文件夾,打開文件夾找到“Setup”文件,用鼠標點擊Setup;根據提示安裝到自定義文件夾或系統默認文件夾。
5、打開儀器電源開關,啟動導熱系數測試應用程序,儀器數據應入計算機,否則通信不正常,請檢查通信線,接口是否正常,或根據計算機提示查找故障。
6、儀器冷熱面貼合,靜置12小時以上,儀器通電2小時(注意不能加熱),修改熱面溫度儀表、冷面溫度儀表、熱面溫控儀表的Sc參數,使3塊表溫度顯示值致(詳細操作請參閱AL系列人調節器說明書)。
固態導熱系數測試儀操作使用:
1、打開儀器電源開關(觀察加熱器溫控表下顯示框是否Stop閃動,否則按“▲”鍵,停止運行升溫程序),開啟電腦,啟動DRPL導熱系數測試儀程序。
2、在程序主界面“設定溫度”文本框中輸入熱面溫度值,按“確認設置”鍵,此時,加熱溫控表下顯示框出現上顯示框的數值與Stop交替閃動,否則請重按“確認設置”鍵。再控“加熱啟動”鍵,此時,加熱溫控表下顯示框出現上顯示框的數值并向上增加,否則請重按“加熱啟動”,打開儀器“加熱開關”,儀器入升溫狀態。再打開“風扇開關”。
3、裝樣:將試樣冷熱面涂上少量導熱硅脂,試樣放冷熱面正中間,壓緊試樣。如冷熱面不是個平面,用模具墊平,模具2個面也要涂上少量導熱硅脂,再將測溫探頭從測量板中拔出,插入模具測溫孔中,定涂上少量導熱硅脂。
4、輸入試樣厚度和試樣截面積數據后,按“確認”鍵。
5、輸入自動數據記錄的時間間隔和次數數據后,按“確認”鍵。
6、按“自動測試”鍵,儀器入自動測試狀態,成后自動生成報表,請另存到用戶的位置和文件名。然后關閉Execl程序。實驗畢。
7、重復上述3、4、5、6、步驟,可檢測其它試樣。
8、按“退出程序”鍵,退出程序,然后關閉加熱、風扇開關,zui后關閉儀器電源開關。