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關于導熱系數儀的校準知識,有多少人知道呢?

  • 發布日期:2020-08-31      瀏覽次數:734
    •   導熱系數儀是一種基于傅立葉導熱定律而進行材料導熱系數測量的儀器,在導熱過程中,單位時間內通過給定截面的熱量,與該截面的面積和垂直于該截面方向的溫度梯度成正比,在一維穩態導熱時。
        實際應用中的系數儀通常由計量加熱單元、冷板單元、防護單元、控制系統、測量系統、壓緊系統和制冷機構組成。
        通過以上原理可以得知,穩態法測量導熱系數的困難主要在于相關參量的準確獲得。由于導熱系數是標志一個過程(傳熱)的性質的熱物性參數。因此不可能通過直接靜態對比而得出。
        所以,可以將同樣尺寸規格的標準樣品放在儀器中,在某一外部條件下,經歷一個傳熱過程,另外再通過測量冷熱板的表面溫度,就可根據測量結果的比較而得到被測儀器的測量準確度。
        校準該儀器用的主要標準器有導熱系數標準參比板和精密表面溫度計。其中導熱系數標準參比板由國家建材研究院研制,這是一種通過多臺精密儀器比對定值的已經通過國家審核認可的標準樣品,使用溫度范圍在(270~373)K之內,具有很高的可靠性和穩定性,測量不確定度2.5%。

        導熱系數儀基本示值誤差的校準方法:
        測試前先將導熱系數參比板在105℃±5℃的烘箱中烘干48小時,再在濕度低于30%RH的干燥柜中冷卻至室溫,再用游標卡尺測量參比板的厚度。將儀器接入穩壓電源,在測量過程中電源電壓的波動應在±10%以內。
        將儀器的電源開啟,如果是自動控制類型的導熱系數儀同時也將控制軟件開啟。充分預熱后將導熱系數標準參比板放入儀器測試腔中,再將精密表面溫度計分別放入加熱板和參比板之間以及參比板和冷板之間,感溫頭應貼附在參比板表面上,放置位置位于參比板的中心。
        自動壓緊裝置的啟動壓緊裝置,手動壓緊的上緊裝置將參比板壓緊,壓緊程度以使參比板和冷熱板緊密接觸為宜。設置好測試時的熱板溫度、冷板溫度和試樣厚度,啟動儀器進行測試,當溫度和傳熱達到穩定平衡時,測量此時的表面溫度計讀數,讀取熱板和冷板的4個表面溫度t1、t2、t3和t4(單位℃)。之后每間隔10min讀一次數,共讀取十次數據,分別計算其平均值,求出參比板平均溫度T。
       
        基本示值誤差計算:
        導熱系數儀校準的測量不確定度實際由兩部分組成:導熱系數參比板計算的不確定度和溫度測量的不確定度。
        通過溫度基本示值誤差和導熱系數基本示值誤差的校準,我們可以得到該儀器的綜合測量準確度,提高儀器對材料熱物性測量的可靠性和準確度。通過對儀器的計量表面溫度的測量,對于儀器我們可以更加方便、準確的測量其導熱系數基本誤差,達到校準的目的。
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