DRE瞬態(tài)平面熱源法導(dǎo)熱系數(shù)測試系統(tǒng)說明書-北京恒奧德儀器

1、HAD-DRE-2B導(dǎo)熱系數(shù)測試儀（瞬態(tài)探針法）使用說明書北京恒奧德儀器儀表有限公司DRE（探針法）導(dǎo)熱系數(shù)測試系統(tǒng)說明書一、概述HAD-DRE-2B導(dǎo)熱系數(shù)測試儀采用瞬態(tài)熱絲探針法，適用于測量松軟塊狀固體、高粘流體、膠狀品、顆粒、粉末材料等的導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)（熱擴(kuò)散系數(shù)）和比熱容。具有精度高、操作便捷、結(jié)構(gòu)堅固、測試速度快、適用范圍廣等特點。二、主要技術(shù)指標(biāo)1、導(dǎo)熱系數(shù)測定范圍：0.015W/mk2、測量時間：30-600秒；3、準(zhǔn)確度：優(yōu)于土3%;4、溫度范圍：標(biāo)準(zhǔn)測量：室溫；如選配試樣溫度控制器可不同溫度下測試：如0c95C,費(fèi)用另計；5、樣品形狀：疏松物質(zhì)6、樣本用量：長度不小于10

2、cm,直徑不小于3cm（或中心到邊界大于15mm）7、耐壓范圍：常壓；8、電源：220V,功率：200W三、熱絲探針法測量原理熱絲探針法是熱絲法的一種改進(jìn)，它是將一電加熱絲封裝進(jìn)一小直徑金屬管中，探針內(nèi)電加熱絲絲既作為加熱元件，也作為測溫元件。其原理是利用電加熱絲電阻隨溫度變化而變化，測量加熱過程電加熱絲電阻變化，就可以得到溫度的變化。因而本方法非常快捷和便利，同時也相當(dāng)精確。在測試過程中，電流通過銅絲時會產(chǎn)生熱量，熱量會同時向探針周圍的樣品進(jìn)行擴(kuò)散。熱量在材料中擴(kuò)散的速率依賴于材料的熱擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)等熱特性。通過記錄溫度與探頭的響應(yīng)時間，材料的這些特性可以被計算出來。其物理模型與熱絲法相

3、似，傳統(tǒng)的熱探針法借鑒了熱絲法的數(shù)學(xué)模型，即不考慮探針的尺寸和熱物性的影響得出材料的導(dǎo)熱系數(shù)。Carslaw/f口Jaege基于材料對一無限小、長熱線源恒定熱流的溫度響應(yīng)給出了熱線法計算材料導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)學(xué)解:22q-q1r2(1)e=TTc=E.04n九i40tt式中8為探頭溫升，T為t時刻探頭溫度，T0為探頭初始溫度，q為加熱功率,人為樣品導(dǎo)熱系數(shù)，a為樣品熱擴(kuò)散系數(shù)，r為測試徑向位置，Ei為指數(shù)積分函數(shù)，其表達(dá)式為：23JJEi-CIn-22!33!(2)其中i=2/4a,t當(dāng)r2/4a1時，可用其前兩項表示，從而得到：日=*j-C-lnXi(3)4元兒(4at)其中歐拉常數(shù)C=0.5772

4、6o對上式兩端取微分可得到樣品導(dǎo)熱系數(shù)：q/d/4二dlnt)以上推導(dǎo)忽略了探針的尺寸和熱容等影響因素，實際測量中，由于探針具有一定體積和熱容，因此在探針開始加熱時，樣品溫開會有個時間滯后，在對數(shù)時間一溫升曲線圖上表現(xiàn)為一非線性段，這個時間取決于探針尺寸和結(jié)構(gòu)，之后進(jìn)入線性段，最后曲線將趨于平穩(wěn)。本儀器采用用篩選數(shù)據(jù)法取線性段上的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，從而得到導(dǎo)熱系數(shù)值。當(dāng)材料的導(dǎo)熱系數(shù)已計算出，也就能計算出熱擴(kuò)散系數(shù)。比熱容通過如下公式計算：C=入/(a*p)a：熱擴(kuò)散率，單位mi/s入：導(dǎo)熱系數(shù)，單位W(m-K)p：密度，單位g/m3C:比熱容，單位KJ/（kgK）四、儀器安裝調(diào)試1、將儀器安

5、置在平穩(wěn)堅固的工作臺上，連接好電源線。2、連接好探針線和儀器與計算機(jī)的通信線。3、計算機(jī)系統(tǒng)必須MicrosoftXP系統(tǒng)，在計算機(jī)中安裝MicrosoftofficeExcel2003和MicrosoftofficeAccess2003,再安裝DRH#熱系數(shù)測試軟件，如需打印報表還要安裝打印機(jī)。4、如計算機(jī)沒有2個9針COW,需配RS232轉(zhuǎn)USBtJI或RS23阪卡，并安裝相應(yīng)驅(qū)動。5、打開儀器電源開關(guān)，啟動計算機(jī)，運(yùn)行DRE導(dǎo)熱系數(shù)測試軟件。如通信端口設(shè)置正確，自動進(jìn)入測試軟件主界面。否則彈出通信端口設(shè)置界面，分別選擇恒流源和電壓表通信端口地址，按“測試”鍵，如文本框中讀到與儀器相對應(yīng)數(shù)

6、據(jù)，請按“停止”鍵。如果恒流源和電壓表的數(shù)據(jù)都能讀入計算機(jī)，請按“進(jìn)入測試界面”鍵進(jìn)人測試軟件主界面。否則需檢查通訊線路和通訊端口設(shè)置是否正確。6、單擊菜單“參數(shù)設(shè)置-探頭參數(shù)”，彈出用戶驗證界面，輸入用戶名和密碼（儀器用戶名：xt,密碼：808）,進(jìn)入探頭參數(shù)設(shè)置界面，請輸入探頭參數(shù)，確認(rèn)退出。7、單擊菜單“參數(shù)設(shè)置-修正系數(shù)”，彈出用戶驗證界面，輸入用戶名和密碼（儀器用戶名：xt,密碼：808）,進(jìn)入修正系數(shù)設(shè)置界面，請輸入探頭上的數(shù)值，確認(rèn)退出。五、儀器操作（一）、測試樣品準(zhǔn)備1、取樣品長度大于10cnn,直徑大于3cnn,或中心到邊界都大于15mm的其它形狀樣品都可以。如導(dǎo)熱系數(shù)高的材

7、料直徑需大些?？傊?，在測量時間內(nèi)熱量傳遞不穿透樣品邊界。2、將探針插入待測樣品中心，靜置約30分鐘，以使探針和待測樣品達(dá)到熱平衡，探針和待測樣品具有相同的初始溫度。如樣品溫度通過試樣溫度控制器控制，在某溫度下測試，要等樣品溫度達(dá)到設(shè)置溫度并且溫度均勻穩(wěn)定后才能進(jìn)行測試。（二）、控制參數(shù)設(shè)置1 、單擊菜單”參數(shù)設(shè)置-控制參數(shù)”，彈出控制參數(shù)設(shè)置界面。2 、計算開始點是人為的去掉時間對數(shù)-溫升曲線前面一段線性不好的曲線，其數(shù)值是將實驗數(shù)據(jù)采集的個數(shù)前多少個數(shù)據(jù)去掉，實驗數(shù)據(jù)采集的個數(shù)可根據(jù)測試時間和采樣間隔計算出來，一般可去掉10%勺數(shù)據(jù)。測t時間一般2分鐘，導(dǎo)熱系數(shù)高的材料和易產(chǎn)生對流的材料測試

8、時間就要短，如液體測量時間設(shè)置30秒。采樣間隔一100m靛滿足要求。調(diào)零電流設(shè)置一般不大于2ma,避免在實驗前大電流對探頭提前加熱，影響后面測量結(jié)果。測試電流設(shè)置一般使溫升不超過3C。（三）、將探頭置于試樣中，等溫度穩(wěn)定均勻（按“調(diào)零輸出”鍵，從電壓表讀數(shù)是否穩(wěn)定可判斷試樣溫度是否穩(wěn)定）后，按“調(diào)零輸出”鍵，調(diào)“調(diào)零”電位器，使電壓表讀數(shù)在零附近。（四）、按“開始測試”鍵，儀器進(jìn)入自動測試狀態(tài)，完成后自動顯示測量結(jié)果。（五）、如需保存結(jié)果，按菜單“保存結(jié)果”，彈出保存結(jié)果界面，按“確認(rèn)”后，結(jié)果保存。如需保存曲線圖，單擊菜單”試驗曲線-保存曲線，把圖形保存在選定的位置。（六）、按菜單“生成報告”，彈出輸入實驗信息界面，輸入相關(guān)信息后按“確認(rèn)”鍵，Excel文件型的報告自動生成，如報告需保存,請另存。其操作與Excel一樣。六、注意事項1、儀器測試前，需進(jìn)行約30分鐘預(yù)熱。2、儀器附近不能有大的電干擾，試樣必須在環(huán)境溫度相對穩(wěn)定的無風(fēng)環(huán)境下測試。3、探針置于試樣中后，約30分鐘溫度穩(wěn)定期，使試樣和探頭溫度達(dá)到一個穩(wěn)定平衡狀態(tài)，才能進(jìn)行測試。同一試樣重復(fù)測試，需60分鐘以上的時間問隔。如試樣在溫度控制器中測試，必須有充足的時間，使試樣溫度均勻穩(wěn)定，否則影響測試結(jié)果?？傊嚇雍吞结槣囟缺仨毦鶆蚍€(wěn)定后才能進(jìn)行測試。4、測試過程中，當(dāng)時間對數(shù)-溫升曲線出現(xiàn)如下狀況時，