雙平板導熱系數測定儀技術特征

雙平板導熱系數測定儀技術特征執行標準：

　　GB/T10294-2008 《絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定》

　　產品介紹

　　雙平板導熱系數測定儀導熱系數是用來衡量耐熱材料的導熱特性和保溫性能的重要參數，耐熱保溫材料的性能由材料的導熱系數決定測定儀集成了恒溫槽恒溫設備，全部測量和控制均采用計算機控制。利用計算機界面實現儀器的全自動控制、數據采集和處理、以及導熱系數的計算、顯示和打印輸出，測量時間短、速度快、數據準確、自動化程度高、噪音低。

　　該導熱系數測定儀主要測試塑料、橡膠、玻璃、纖維板、苯板、擠塑板、發泡混凝土、空心玻璃、木板、各種保溫材料等勻質板狀材料，同時可以測量顆粒料、散料、軟料等各種物質的導熱系數。

　　該儀器可以廣泛用于耐熱和保溫材料的生產企業、相關質量檢驗部門和單位、高等院校和研究所等科研單位。

　　一、安全須知

　　1. 恒溫槽內加入液體介質使蒸發管浸沒在介質中，液面低于工作臺板且高于內部蒸發管。使用中，介質會慢慢揮發使液面下降，當液面低于蒸發管時，應及時添加介質，尤其要注意的是，槽內介質外循環進入需恒溫的容器時會降低槽內液面高度，使蒸發管暴露于液面之外，此時應加液使蒸發管浸沒在介質中。嚴禁槽內無液體介質通電。

　　2. 試驗時試驗箱豎直方向擺放，試驗箱的卡槽請勿卡的太緊，以便下一步操作。

　　3. 槽內液體介質的選用應符合以下原則：

　　1)一般液體介質選用防凍液;

　　2)當工作溫度在(85～95)℃時，液體介質可用15%甘油水溶液;

　　4. 用酒精做低溫試驗時要防止明火，以免引起恒溫槽燃燒。

　　5. 請勿將低溫恒溫槽浸入水中。否則可能會造成短路或觸電。

　　6. 請勿將試驗箱傾斜、倒置。為確保測量數據的精度，試驗時儀器須在靜風避光處，且避開空調與暖氣設備。

　　7. 試件壓緊需要注意，請勿過度壓縮影響測試精度。試件厚度測量完成后，請關斷測厚尺電源。

　　8. 測試過程中，請勿使用測試計算機從事其他工作，請勿刪除或更改本公司所創建的文件和目錄名稱，否則軟件可能會無法運行。

　　9. 試驗過程中，請安排專人看守，如有意外情況，請立即退出試驗并關斷主機電源。

　　10. 切勿自行拆卸、修理或改裝。否則可能會造成火災、觸電或傷害。需要修理時請與我公司客服協商。請勿在縫隙間放入釘子或針等金屬物之類的雜物。否則可能會造成觸電或傷害。

　　11. 請勿使用220V以外的電源。一旦使用220V以外的電源，或和其他電器使用同一個插座、或使用擅自改裝的電源線，都可能會造成火災或觸電等危險。

　　12. 在試驗過程中請勿動儀器，否則可能造成試驗數據不準確。

　　13. 當電源線插頭的插入部位上積有灰塵時，請用干布擦干凈。否則可能會造成火災。

　　14. 當拔出電源線插頭時，請勿拉著電線操作，而是以拿著前端的電源插頭來直接拔出。否則可能會造成觸電或短路而引起火災。

　　15. 請勿將恒溫槽倒置，否則會破壞內部零件。

　　16. 當恒溫槽的工作溫度由60℃降至15℃時，請勿立即啟動壓縮機對恒溫槽進行降溫，必須將恒溫槽里的液體重新更換或待恒溫槽中的液體溫度降至室溫再重新開啟制冷。

　　三、開箱檢查

　　每個設備均在大包裝內附有裝箱單一份,請您依照裝箱單核對每一組成部分。如果您發現有任何部件缺失或損壞，請您及時聯絡我公司相關部門，我們將為您進行妥善處理。(另：發生損壞現象時請您盡可能留照存證。)

　　四、技術指標

　　技術參數如下：

　　表4-1 技術參數

　　導熱系數測量顯示范圍(0.001—2.000)W/ (m•K)

　　導熱系數測量精度±3%

　　導熱系數測量重復性±1%

　　溫度測量范圍(-5—95)℃

　　溫度分辨率0.01℃

　　溫度控制精度0.05℃

　　試件厚度標準25mm，范圍(5—40)mm

　　試件熱阻1)試件的熱阻不應小于0.1 (m2•K)/ W;

　　2)試件熱阻下限可以低到0.02(m2•K)/ W，但不一定在全部范圍內達到設備描述的準確度。

　　試件尺寸300mm×300mm

　　試件平面度0. 1 mm

　　試驗室溫度(15—30)℃，標準溫度(23±2)℃

　　試驗室濕度(20—80)%RH，標準濕度(40—60)%RH

　　電源AC 220V±10%, 2.5KW

　　五、外形結構

　　雙平板導熱系數測定儀的外形結構如下圖5-1、5-2所示：

5-2 防護雙平板結構圖

　　六、結構組成

　　IMDRY3001-II雙平板導熱系數測定儀外形結構示意圖，圖6-1;雙平板導熱儀的平面圖，圖6-2;低溫恒溫槽結構圖6-3，低溫恒溫槽界面如圖6-4。

主加熱板：又稱主加熱爐，直徑150mm，內部有加熱器，是儀器的基本供熱體。供給試件熱量。在主加熱板內部裝有兩個溫度傳感器—主板溫度計1和主板溫度計2，用來測量熱板溫度，溫度傳感器的精度很高。

　　護加熱板：外型尺寸為300×300(mm2)，內部環形直徑152mm。護加熱板的溫度隨時跟蹤主加熱板溫度變化，其功能是一方面使熱板熱量和外界沒有熱交換，同時又要保證護加熱板沒有熱量傳給主加熱板。保證主加熱板和冷板的熱流單向流動。護加熱板內部裝有兩個高精度溫度傳感器—護板溫度計1和護板溫度計2，用來測量護板溫度。

　　冷板：其尺寸為300×300(mm2)，內有環形水道，通過恒溫槽進行加熱或冷卻。內部裝有溫度傳感器，用來測量冷板的溫度。

　　4—試件：一式二塊，300 mm×300mm，標準厚度為20mm，大尺寸不大于50mm，分別放在主板冷板之間，測量在穩態條件下傳遞的熱量，經過計算得出試件的導熱系數。

1—操作界面;2—循環泵;3—出水管;4—進水管;5—上蓋;

　　6—恒溫槽內膽;7—pt100傳感器;8—電加熱器;9—隔熱層;

　　10—制冷部;11—底腳;12—放水閥;13—散熱板。

1—PV顯示器(紅色)，顯示測量值或根據儀器狀態顯示不同的提示符;

　　2—SP顯示器(綠色)，顯示設定值或根據儀器狀態顯示不同的提示符;

　　3—指示燈，自整定指示燈(AT)(綠)，加熱控制指示燈(OUT)(綠)，報警輸出指示燈(ALM)(紅);4—數字鍵(升);5—數字鍵(降);6—電源開關;

　　7—制冷開關;8—功能鍵，設定值的修正和確認;9—循環開關。

　　圖6-4 低溫恒溫槽界面

　　七、工作原理

　　IMDRY3001-II雙平板導熱系數測定儀采用穩態測量，只有在冷板、熱板和護板達到穩態熱平衡的條件下，才能得到正確的結果。按照一維穩態傳熱方程，熱板加熱器產生的熱量通過試件傳遞到冷板， 并由冷板的循環液體等工質傳遞到系統外，形成了一個熱力循環。該循環的熱力方程式如下：

式中：R——熱阻，單位(m2•K)/ W;

　　λ——導熱系數，單位W/ (m•K);

　　Φ——加熱單元計量部分的平均加熱功率，單位為瓦(W);

　　d ——試件平均厚度，單位為米(m);

　　T1——試件熱面溫度平均值，單位為開(K);

　　T2 ——試件冷面溫度平均值，單位為開(K);

　　A ——計量面積，單位為平方米(m2)。

　　八、操作指南

　　(一)試驗準備

　　★ 恒溫槽里面請加所需液體至滿狀態。如長時間不用，請排除恒溫槽內的液體，

　　保持干燥狀態下存放。一般情況下，液體選用防凍液。

　　★ 要求使用穩定的220V的交流電源。

　　★ 地線齊全。

　　★ 試件準備

　　⑴ 試件要求同種材料2塊。

　　⑵ 試件標準尺寸300×300×(5～40)mm。

　　⑶ 試件厚度(5～40)mm。平整度按照國家標準為0.1mm。

　　⑷ 由于各地的溫度、濕度的不同，建議試驗之前對試件進行養護。

　　⑸ 同時，標準物質(又稱標準參比板)也同時需要養護，保持干燥。建議每次試驗前用標準參比板對儀器進行校對。

　　(二)試驗步驟

　　1. 試件安放

　　★ 將主機信號線與電腦連接正確，電腦及主機電源插好，打開導熱儀主機背部的電源開關;

　　★ 將主爐體平行地面安放，插入“固定插銷”將爐體固定;

　　★ 在無試件的狀態下，旋轉絲杠手柄，將絲杠退回zui底位;

　　★ 將測厚尺調至低，打開測厚尺電源開關，按下“ZERO”鍵，使測厚尺示數為零;

　　★ 旋轉絲杠手柄，將絲杠退回zui高位;

　　★ 打開爐蓋，放置待測試件;

　　★ 要求試件平放在熱板上，注意：試件要充分接觸熱板，避免安放在爐體四周的固定塑料上，以免產生空氣夾層，影響試驗結果。

　　★ 關閉爐蓋，將鎖扣鎖緊，注意爐蓋不可與爐體護板研磨;

　　★ 旋動絲杠手柄，使壓力模塊示數符合國家標準，軟性試件注意不可過度壓縮;

　　★ 將測厚尺調至低，記錄測厚尺示數;注意：軟性試件注意不可過度壓縮;

　　★ 打開定位插銷，將爐體按照水管引向端翻轉180度，安裝第2塊試件同上;

　　注意爐體只能翻轉180度，請勿翻轉360度。

　　★ 打開定位插銷，將爐體垂直地面擺放，處于測試狀態。

　　2. 試驗開始

　　● 打開恒溫槽，設置冷板溫度(詳細使用見“九、恒溫槽使用方法”)

　　注意：請先開啟電源開關，再開啟循環開關，后打開制冷開關。請每個按鍵之間保持3秒的間隔，以免瞬間電流過大。損壞保險管。

　　● 打開計算機電源開關，進入IMDRY3001-II導熱系數測定儀主界面;(詳細使用參考“(三)軟件操作”)

　　● 用鼠標點擊左側“進入”按鈕后立即進入測量界面;

　　● 在操作界面的左側，依次輸入測試單位名稱，測試人，試件名稱等相關參數;

　　● 設置熱板溫度：用鼠標點擊熱板溫度內框，填入所需試驗溫度;

　　● 試件厚度為安放試件中兩次測量的平均值;

　　● 預熱時間 一般為30分鐘;

　　● 測試時間一般為150分鐘，測試人員可以隨時用圖表監控測試過程， 如果長時間仍不能達到平衡，注意相應增長測試時間。