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导热仪(TC3000系列)

上海普简仪器有限公司
联系人 孟女士
地区 上海市 青浦区
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产品参数
品牌: 夏溪科技
型号: TC3000系列
测量范围: 0.001~20 W/(m•K)
测量精度: ±3%
分辨率: 0.001 W/(m•K)
电源电压: 220V 50Hz
用途: 测量材料导热系数
详细信息

 

 

 

TC3000系列导热系数仪

TC3000系列热线法通用型导热系数仪具有测量准确、测量快速、操作简单、适用广泛等优点,为科研领域中的材料研究、导热性能改进以及工业中的产品质量检验、生产控制提供了极大的便利。

★  快速准确:2~20秒获得结果,测量标准样品的***好准确度优于2%;

★  适用广泛:适用于各种保温材料、导热材料、相变材料、复合材料等;

★  样品要求低:各种块状、片状、薄膜、粉末、颗粒、胶体、膏体、不规则形状样品均可适用,且无需更换探头;

★  样品用量少:固体样品***小边长2.5厘米即可,液体样品30mL,特殊样品可以采用更小的探头; 

除在流体导热系数测量领域拥有独一无二的地位外,热线法在固体、胶体、熔融体方面也具有非常广泛的应用。早在1931年,Stâlhane和Pyk就首次将瞬态热线法用于测量固体和粉末以及液体的导热系数;1964年,A. von Mittenbuhler提出了十字交叉的热线形式,这也成为今天德国和欧洲标准(DIN EN 993-14:1998/ ISO 8894-1:1987)的原型。随着电子和计算机技术的飞速发展,原有的十字交叉和平行双热线法的技术已经得到很大的改进和发展,如热线结构的优化、测量时间从几分钟缩短到几秒钟、电测系统的改进使得测量速度得到极大提高等,目前***好的热线法技术在液体、气体和固体测量中的不确定度小于1%,纳米流体和熔融盐测量的不确定度小于2%。

主要特点

测量准确

      TC 3000系列热线法导热系数仪传承了TC 3000L系列热线法液体导热系数仪的多项技术,努力降低实际产品与理想模型之间的偏差,保证了测试准确度。在采用标准试样有机玻璃、硅硼玻璃和不锈钢分别对仪器进行检验后,证明TC 3000系列热线法导热系数仪的准确度***好可以达到1%之内,全量程范围内小于3%,因此能很好的保证科学研究的需要。

测量快速

      采用特定设计的高速度采集系统,TC 3000系列充分发挥了热线法测量快速的优势,对于不同类的固体材料,热线升温时间一般在2~20秒钟之内;一组典型的测量过程,从准备测试到***后获得数据,一般只需要2~3分钟;在试样和探头已经接好、仪器已连接的前提下,还可以采用软件中的自动多次采集功能,用户可以不必一直守在仪器旁边,只需要在测试结束后导出数据即可,因此可以大大的节省用户的测试时间和精力。

应用广泛

      由于增加了针对固体材料的专用设计,使得探头的应用更灵活:可以夹在两块待测的块状或片状样品之间,可以埋入粉末、膏状物之中,还可以直接插入盛有液体的容器中,因此TC 3000系列可广泛适用于固体、粉末、胶体、液体等多种材料导热系数的测量,而且各种类型的材料测量,均无需更换探头和测试软件,只需一台导热系数测试仪,即可快速可靠地获得各种形态材料的导热系数,不仅降低了对操作人员的要求,更是极大的降低了用户的采购成本。

      ★  可以测定保温材料、导热硅胶、导热硅脂、陶瓷、橡胶、塑料、土壤、农作物颗粒等各种固体、粉末、胶体、液体的导热系数;

      ★  可以研究不同温度(-150~200度)下的样品的导热系数,配备温度环境时,软件中选择自动多次测量,还可以获得导热系数随温度的变化趋势曲线;

      ★  由于加热时间很短,温升也很小(一般为2~5度或者更低,取决于被测样品的导热系数),所以整个测试过程不会破坏样品,因此特别适合含湿材料如有含湿量要求的土壤、生物质、胶体等的导热系数研究。

      ★  由于样品要求低、测量快速、操作简单,TC 3000系列热线法导热系数仪不仅仅适合科研实验室和企业质量控制部门,也适用于产品的在线检测,以保证随时控制产品质量。

样品要求低

      TC 3000系列需要的样品用量很少,对于块状或片状材料,保证***小边长大于2.5厘米,***小厚度大于0.3毫米即可;对于粉末、膏状物和液体,***小用量为50毫升。

      TC 3000系列采用热线法原理,因此被测试样的尺寸、形状(各向异性材料除外)对测试结果没有影响,也不需要制备特定尺寸和形状的试样。通常采用普通的成品即可测量,即减轻了用户的负担,又可以真实的反应实际产品的导热性能,因此可以用于生产质量的实时控制。

操作简单

      探头使用简单、样品要求低、USB接口方式及简单的软件界面操作,使得用户在无任何专业知识的前提下均能准确的进行操作,获得可靠的导热系数实验数据,因此可以帮助用户降低人力成本。

      TC 3000系列导热系数仪是上海普简仪器有限公司在多年瞬态热线法测量液体导热系数的研究基础上,进一步拓展,开发出的适用于固体、膏体、胶体、液体等多种材料导热系数测量的仪器。TC 3000系列的传感器探头中的热丝直径为25微米,标准长度为25毫米(为满足特殊情况下的测试需求,夏溪测试中心还配备有其他尺寸),长径比超过1000,在测量准确度范围内完全符合热线无限细的理论模型要求。

      TC 3000系列热线法导热系数仪,传承了热线法测量导热系数快速、准确的优点,同时其专门针对固体材料的便携式探头设计专用设计,还使得TC3000操作更方便,广泛适用于各种保温材料、导热材料、相变材料、复合材料等多种材料的导热系数测量;配备温度环境,还可以获得-30℃到200℃温区内被测物质的导热系数-温度数据曲线。

      除检测材料的导热系数外,TC 3000系列导热系数仪还有很多拓展应用,如检测材料的均匀性以帮助用户改善工艺,在不需要打开容器的前提下检测密闭容器中物质的属性而帮助用户作出判断,在材料的多个位置检测以查找漏热点等。

      TC3000系列适用范围广、用户操作简单、样品无需特别制备、无损检测等显著优势,使其自推出就广受欢迎,为科研领域中的材料研究、导热性能改进以及工业中的产品质量检验、生产控制提供了极大的便利。

技术参数

     

可选配件及选配指南

      TC 3000系列包括TC 3000、TC 3100、TC 3200、TC 3300四款,主要差异在于适用的温度范围;

      其中, TC 3000主要用于常温测量,可满足科研院校或企业的一般测试需求;TC 3100、TC 3200、TC 3300分别适用于中温区(-30~100℃)、高温区(室温+10℃~200℃)、低温区(-150~0℃)的导热系数测量;

      如需要其他温度环境,请联系我们的销售工程师。

测量软件

     

参考标准

      ASTM C1113 Test Method for Thermal Conductivity of Refractories by Hot Wire (Platinum Resistance Thermometer Technique)

      ASTM D5930 Standard Test Method for Thermal Conductivity of Plastics by Means of a Transient Line Source Technique

      GB/T 10297-1998 非金属固体材料导热系数的测定热线法标准

      GB/T 11205-2009 橡胶热导率的测定_瞬态热丝法

典型应用:

TC 3000广泛应用于大中院校、科研院所、质检部门和生产厂的材料分析检验检测部门,适用于各种材料导热系数的测量,例如:陶瓷、矿石、聚合物、胶泥、纸、织物、原油、粉末、食品等天然材料或复合材料等。更多更详细的测量案例,请见固体导热系数测量服务

保温材料

      保温材料的应用非常广泛,如建筑保温材料、航空航天保温材料、电力行业保温材料等等。导热系数是保温材料***重要的性能之一,是鉴别材料保温性能好坏的主要标志。随着当前我国经济的飞速发展,新型保温材料日新月异,对于测试的速度提出了更高的要求。

      TC 3000系列热线法导热系数仪,在准确测量的同时,其几秒钟的采集速度,可以极大的降低厂家的时间和人力成本,使得研究人员可以将更多的精力和时间放在寻找新型保温材料本身,从而提高企业效益。

导热材料

      随着电子行业的发展,电路的集成程度越来越高,散热问题日益严重,所以高效的导热材料成为重要的研究课题之一。目前出现的导热材料形态丰富、种类多样,如导热胶、热传导胶带、导热硅脂,导热硅胶片等各种导热导电材料或导热绝缘材料,因此对于导热系数测量的速度和兼容性提供了更高的要求。

      TC 3000系列探头表面绝缘化处理,可以适用于导热导电材料;同时TC 3000对样品状态的低要求,能够满足用户用一台仪器测量不同状态导热材料的需求,为用户极大的节省检测成本。

相变材料

      导热系数是研究相变材料的一个重要参数;因为可以同时适用于固体和液体导热系数测量,TC 3000系列热线法导热系数仪可以获得相变材料从固相到液相的升温过程和从液相到固相的降温过程中,不同状态时的导热系数数据;如果配有能控制升温速率和降温速率的环境,采用软件中的自动多次测量设置,可以获得升降温过程中连续的导热系数随温度的变化曲线。

复合材料

      对于多层复合材料,热线法导热系数仪器更有优势;由于每层材料的厚度会影响到整体的平均导热系数,而实际生产中每个产品是会客观存在差异的,所以必须是对做成的成品进行检验,以准确的反应该成品的导热系数;热线法对被检测样品的要求很低,所以很适用于各种成品的现场检测,而不需要特意制备样品。

      由于探头的高灵敏性和使用灵活性,可以在材料的不同位置、不同方向、不同端面上进行检测,因此除测量材料的导热系数外,TC 3000系列热线法导热系数仪还有很多拓展应用。

材料的均匀性检测

      可以检验出材料的均匀性,帮助企业改善工艺和生产方法,也可以帮助检验产品是否合格。比如,对于增加了添加剂的导热胶,添加剂的均匀性会直接影响使用中电子器件的散热效果;TC 3000系列不仅可以区分采用了不同添加剂后导热胶的性能差异,而且能够通过改变实验条件,判别导热胶在某个方向上的均匀性。

不规则成品的现场检测

      对于形状不规则的产品,比如风扇或汽轮机叶片,因为热线法探头很小,只要保证在2厘米的接触面上材料表面是平整的,就可以对成品的导热系数进行测量。

材料的漏热点检测

      可以在被检测材料的不同位置进行布点检测,查找漏热点。此外,TC 3000还可以在不需要打开容器的前提下检测密闭容器中物质的属性而帮助用户作出判断。

检定检测:

检定方法

      到目前为止,在我国1996年颁布的《计量测试技术手册》系列中的国家计量基准和副基准简表中,均没有关于导热系数测量相关基准和传递标准的明确说明,但明确在四种量值传递方式(实物标准逐级传递、计量保证方案、发放标准物质、发播标准信号)中,理化分析领域可以使用发放标准物质(CRM)的方式进行量值传递,而这也是目前国际计量领域和科学研究领域的通用做法,即采用标准物质对某种特定的方法或者设备进行检测,或者采用标准物质在全球范围内的实验室或相关机构进行测量比对,并将测试结果与标准物质的标准数据进行比较,以此确定被检测的方法或者设备的测量准确度。

      目前国际相关组织机构推荐的固体导热系数标准物质包括硼硅玻璃(Pyrex 7740,标准号:CRM039)、高温陶瓷(SRM1415)、不锈钢(304L,标准号:SRM1460/SRM 8420/SRM 8421)、石墨(标准号:SRM 8424-8426)等。为了检验仪器的准确度及可靠性,上海普简仪器有限公司利用参考物质硼硅玻璃和不锈钢对仪器进行了检验,并与国际上推荐的标准数据进行了比较。

检定结果

      下表列出了利用TC 3100导热系数仪获得的硼硅玻璃和不锈钢的导热系数数据测试结果。表中Tr 为导热系数对应的实验温度;标准值λcal根据文献Thermal Conductivity of Reference Solid Materials(M. J. Assael, K. Gialou, K. Kakosimos, I. Metaxa. Int. J. Thermophys, 2004, 25(2):397-408)提供的硼硅玻璃和不锈钢的导热系数关系式求出;λexp为实验结果,(λexp-λcal)/ λcal /%为实验值与文献值间的偏差。可以看出,TC 3100热线法导热系数仪对于标准样品的测量准确度在 ± 1%之内。

表1 硼硅玻璃导热系数测量数据

表2 不锈钢导热系数测量数据

用户检测方法

      对送到用户手中的每台仪器,JThermo都会在出厂前用标样对其进行全温度范围内的检测,并出具测试报告,用户对仪器进行检测时,可以依据出厂检验报告对仪器性能进样验证;

      此外,JThermo自行开发的热线法导热系数测试软件中,同时提供了多种标样的导热系数参数数据(来源于美国NIST的REFRPOP 8.0 提供的数据或者公式),用户可随时用标样对仪器进行测试,并与标准数据比较,以检测仪器的性能。

 

 

 

 

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