平板導熱系數儀湘潭湘科DRE系列瞬態(tài)法導熱系數測試儀簡(jiǎn)介
一、概述
DRE系列導熱系數測試儀是基于熱線(xiàn)法原理的非穩態(tài)測試方法，通過(guò)雙熱線(xiàn)、單熱線(xiàn)、交叉線(xiàn)、平行線(xiàn)、平面熱源、探針等傳感器可適用于各種類(lèi)型材料的導熱系數檢測。
DRE系列儀器的優(yōu)點(diǎn)有：
- 直接測量熱傳播，可以節約大量的時(shí)間；
- 不會(huì )和穩態(tài)法一樣受到接觸熱阻的影響；
- 樣品制備比較簡(jiǎn)單。
DRE系列儀器可廣泛應用于大中院校，科研單位，質(zhì)檢部門(mén)和生產(chǎn)廠(chǎng)的材料熱分析檢測。
二、 主要技術(shù)指標
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儀器型號 |
DRE-2A |
DRE-2B |
DRE-2C |
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導熱系數范圍 |
0.0010—5.0W/mk |
0.0100—5.0W/mk |
0.0100—100W/mk |
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測試溫度范圍 |
常規檢測為室溫，選配恒溫裝置可做-40℃～120℃檢測。 |
常規檢測為室溫，選配恒溫裝置可做-20℃～120℃檢測。 |
常規檢測為室溫，選配恒溫裝置可做-20℃～120℃檢測。 |
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測試準確度 |
≤±3％ |
≤±3％ |
≤±3％ |
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探頭類(lèi)型 |
單熱線(xiàn)或雙熱線(xiàn)，任選 |
小探針 |
Hot Disk |
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探頭參數 |
Φ0.06×150鉑金絲 |
Φ1×100（不銹鋼） |
Φ15×0.2 (鎳絲) |
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測量時(shí)間 |
10秒 |
30-600秒 |
30-600秒 |
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樣品類(lèi)型 |
液體（不導電） |
液體、粉體、膠狀、疏松材料 |
粉體、膠狀、固體塊狀材料 |
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樣品尺寸 |
25～80ml |
≥Φ20×140mm |
≥Φ45×15mm |
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參考標準 |
ASTM D2717-95液體的導熱率的試驗方法 |
ASTM D5334-92用熱針探測法測定土壤和軟巖熱導率的試驗方法 |
ISO 22007-2008及GB/T32064-2015建筑用材料導熱系數和熱擴散系數瞬態(tài)平面熱源測試法 |
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電源 |
電壓：220V，功率：≤200W |
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儀器型號 |
DRE-2D |
DRE-2E |
DRE-2G |
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導熱系數范圍 |
0.0100—5.0W/mk |
0.02—5.0W/mk |
0.0010—2.0W/mk |
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測試溫度范圍 |
常規檢測為室溫，選配恒溫裝置可做-40℃～120℃檢測。 |
常規檢測為室溫，選配恒溫裝置可做-20℃～120℃檢測。 |
常規檢測為室溫，選配恒溫裝置可做-20℃～100℃檢測。 |
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測試準確度 |
≤±5％ |
≤±5％ |
≤±3％ |
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探頭類(lèi)型 |
大探針 |
交叉線(xiàn) |
單熱線(xiàn) |
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探頭參數 |
Φ10×1000mm（不銹鋼） |
Φ0.3×200mm(鎳鉻絲) |
Φ0.06×100mm(鉑金絲) |
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測量時(shí)間 |
300-1200秒 |
120-600秒 |
10-600秒 |
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樣品類(lèi)型 |
粉體、膠狀、顆粒狀、疏松材料 |
粉體、固體塊狀材料（不導電） |
粉體、固體塊狀材料,適用于低導熱材料檢測。 |
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樣本尺寸 |
≥Φ400×1200mm |
230×100×50mm |
≥114×80×40mm |
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參考標準 |
ASTM D5334-92用熱針探測法測定土壤和軟巖熱導率的試驗方法 |
GB/T10297-2015非金屬固體材料導熱系數的測定(熱線(xiàn)法) |
GB/T10297-2015非金屬固體材料導熱系數的測定(熱線(xiàn)法) |
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電源 |
電壓：220V，功率：≤200W |
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三、測量原理
DRE-2A型儀器采用單熱線(xiàn)或雙熱線(xiàn)傳感器，專(zhuān)用于測量不導電液體。熱絲既是加熱元件，也是測溫元件。雙熱線(xiàn)是在單熱線(xiàn)基礎上增加一根短熱線(xiàn)作為補償熱絲。此類(lèi)傳感器因熱線(xiàn)細小并裸露，所以只用于測量不導電、并且不受力就能很好接觸的物質(zhì)（例如：氣體、液體）。
DRE-2B型儀器采用微型探針傳感器，可用于測量液體、粉體、膠狀、疏松材料。熱絲探針?lè )ㄊ菬峤z法的一種改進(jìn)，它是將一電加熱絲封裝進(jìn)一小直徑金屬管中，探針內電加熱絲既作為加熱元件，也作為測溫元件。此類(lèi)傳感器因有外護管，所以具有一定的防腐和機械強度，適用范圍更寬了，但探針具有一定體積和熱容，會(huì )帶來(lái)一些負面影響，例如輕質(zhì)、低熱容、低導熱材料測量誤差會(huì )增大。
DRE-2C型儀器采用平面熱源傳感器，用于測量粉體、膠狀、固體塊狀材料。瞬態(tài)平面熱源法(Transient Plane Source Method，TPS)是在熱線(xiàn)法的基礎上發(fā)展起來(lái)的，該方法也被稱(chēng)為“Gustafsson”探頭法或Hot Disk法，TPS探頭可以看成由金屬絲(一般采用金屬鎳)彎成的同心圓環(huán)，并在圓環(huán)的兩面覆蓋有抗腐蝕性和機械性能良好的聚合物保護層。在本方法中，探頭是由導電金屬鎳經(jīng)刻蝕處理后形成的連續雙螺旋結構的薄片，外層為附有一層保護層，它令探頭具有一定的機械強度，同時(shí)保持探頭與樣品之間的電絕緣性。探頭通常被放存兩片樣品中間進(jìn)行測試。探頭既是溫度傳感器又作為加熱源(自加熱傳感器)。此類(lèi)傳感器具有一定體積和熱容，對于測量輕質(zhì)、低熱容、低導熱材料的測試誤差會(huì )所有增大。
DRE-2D型儀器采用大探針傳感器，用于測量粉體、膠狀、顆粒狀、疏松材料。它是將一電加熱絲封裝進(jìn)一細長(cháng)金屬管中，并且在加熱絲中部安裝測溫元件。此類(lèi)探針具有一定的機械強度，可直接插入土壤、沙石、糧食等疏松材料進(jìn)行測量。但對于測量輕質(zhì)、低熱容、低導熱材料的測試誤差會(huì )所有增大。
DRE-2E型儀器采用交叉熱線(xiàn)（或十字線(xiàn)）傳感器，用于測量粉體、固體塊狀材料。在加熱線(xiàn)中間焊接上一支測溫熱電偶，用于測量熱線(xiàn)溫度。此熱線(xiàn)直徑比單熱線(xiàn)粗得多，不容易斷，所以可用于測量粉體、固體塊狀材料，并且可在比較高溫度下測量。但熱線(xiàn)是裸絲，導電材料也是不能直接檢測的。
DRE-2G型儀器采用單熱線(xiàn)傳感器，用于測量粉體、固體塊狀材料，特別是低導熱絕熱材料。熱絲既是加熱元件，也是測溫元件。此傳感器特點(diǎn)是將熱線(xiàn)貼在絕熱材料上，因熱線(xiàn)非常細小，所以比較適合測量輕質(zhì)、低熱容、低導熱材料。但熱線(xiàn)是裸絲，導電材料也是不能直接檢測的。
DRE系列儀器配置的儀器主機原理都是相似的。都是由傳感器適配電路、熱線(xiàn)加熱恒流源、熱線(xiàn)電壓測量、熱線(xiàn)溫度測量和計算機數據處理組成。在測試過(guò)程中，恒流源給熱線(xiàn)施加恒功率電流，此時(shí)熱線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生熱量，熱量會(huì )同時(shí)向探頭周?chē)臉悠愤M(jìn)行擴散。熱量在材料中擴散的速率依賴(lài)于材料的熱擴散系數和導熱系數等熱特性。通過(guò)記錄溫度與探頭的響應時(shí)間，材料的這些特性可以被計算出來(lái)。因而本方法非?？旖莺捅憷?，同時(shí)也相當準確。
注：分體式結構或一體式結構任選。
