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导热系数仪是如何校准的呢
点击次数:120 发布时间:2018-12-13

  导热系数仪在检测领域应用的比较广泛,关于它的校准知识,有多少人知道呢?

  不了解也没关系,本文小编就讲为您揭晓。在说校准知识之前,我们先说说导热系数的含义以及原理。

  导热系数是表示一种材料传导热量能力的一个物理量。如两块同样厚的材料,一块是铜块,一块是软木块,把它们放在比本身温度高的环境中,可立即感觉到铜块温度升高,而对软木块则在短时间内感受不到。这说明两种材料对热量传导的能力不同,把这种材料对热量的不同传导能力以数字表示就称为导热系数。

  不同材料有不同导热系数,它与材料的成份、密度、分子结构等因素有关。同一种材料,影响其的主要因素是密度和湿度。密度大则大,湿度大则亦大。

  导热系数仪是一种基于傅立叶导热定律而进行材料导热系数测量的仪器,在导热过程中,单位时间内通过给定截面的热量,与该截面的面积和垂直于该截面方向的温度梯度成正比,在一维稳态导热时。

  实际应用中的导热系数仪通常由计量加热单元、冷板单元、防护单元、控制系统、测量系统、压紧系统和制冷机构组成。

  通过以上原理可以得知,稳态法测量导热系数的困难主要在于相关参量的准确获得。由于导热系数是标志一个过程(传热)的性质的热物性参数。因此不可能通过直接静态对比而得出。

  所以,可以将同样尺寸规格的标准样品放在导热系数仪中,在某一外部条件下,经历一个传热过程,另外再通过测量冷热板的表面温度,就可根据测量结果的比较而得到被测导热系数仪的测量准确度。

  校准导热系数仪用的主要标准器有导热系数标准参比板和精密表面温度计。其中导热系数标准参比板由国家建材研究院研制,这是一种通过多台精密导热系数仪比对定值的已经通过国家审核认可的标准样品,使用温度范围在(270~373)K之内,具有很高的可靠性和稳定性,测量不确定度2.5%(95%置信概率时)。
 

  导热系数仪基本示值误差的校准方法

  测试前先将导热系数参比板在105℃±5℃的烘箱中烘干48小时,再在湿度低于30%RH的干燥柜中冷却至室温,再用游标卡尺测量参比板的厚度。将导热系数仪接入稳压电源,在测量过程中电源电压的波动应在±10%以内。

  将导热系数仪的电源开启,如果是自动控制类型的导热系数仪同时也将控制软件开启。充分预热后将导热系数标准参比板放入导热系数仪测试腔中,再将精密表面温度计分别放入加热板和参比板之间以及参比板和冷板之间,感温头应贴附在参比板表面上,放置位置位于参比板的中心。

  自动压紧装置的启动压紧装置,手动压紧的上紧装置将参比板压紧,压紧程度以使参比板和冷热板紧密接触为宜。设置好测试时的热板温度、冷板温度和试样厚度,启动导热系数仪进行测试,当温度和传热达到稳定平衡时,测量此时的表面温度计读数,读取热板和冷板的4个表面温度t1、t2、t3和t4(单位℃)。之后每间隔10min读一次数,共读取十次数据,分别计算其平均值,求出参比板平均温度T。

  基本示值误差计算

  导热系数仪校准的测量不确定度实际由两部分组成:导热系数参比板计算的不确定度和温度测量的不确定度。

  通过温度基本示值误差和导热系数基本示值误差的校准,我们可以得到该导热系数仪的综合测量准确度,提高导热系数仪对材料热物性测量的可靠性和准确度。通过对导热系数仪的计量表面温度的测量,对于导热系数仪我们可以更加方便、准确的测量其导热系数基本误差,达到校准的目的。

  以上是关于导热系数仪的校准方法,你了解了吗?

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