导热系数检测内容及方法.docx

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1、导热系数检测内容及方法（1）防护热板法检测导热系数本方法适用于处于干燥状态下单一材料或者复合板材等中低温导热系数的测定。依据标准：绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法GB/T10294-88原理：在稳态条件下，防护热板装置的中心计量区域内，在具有平行表面的均匀板状试件中，建立类似于以两个平行匀温平板为界的无限大平板中存在的一维恒定热流。为保证中心计量单元建立一维热流的准确测量热流密度，加热单元应分为在中心的计量单元和由隔缝分开的环绕计量单元的防护单元。并且需有足够的边缘绝热或（和）外防护套，特别是在远高于或低于室温下运行的装置，必须设置外防护套。通过测定稳定状态下流过计量单元的一维恒定热

2、流量Q、计量单元的面积A、试件冷、热表面的温度差/T,可计算出试件的热阻R或热导率CA（C=lR）o检测程序（以RGD-30（HA智能导热系数为例：）1试验仪器：1.1平板导热仪(1)导热系数测定范围：(0020L000)W(mK)(2)相对误差：3%(3)重复性误差：2%(4)热面温度范围：(0-80)(5)冷面温度范围：(560)1.2、钢直尺1.3、游标卡尺2、试件要求：1)尺寸试件测量范围：30OmmX30OnInIXI(1038)mm试件的表面用适当方法加工平整，使试件与面板紧密接触，刚性试件表面应制作的与面板一样平整，并且整个表面的不平行度应在试件厚度的2%。试件的尺寸应该完全覆盖

3、加热单元的表面，由于热膨胀和板的压力，试件的厚度可能变化，在装置中在实际的测定温度和压力下测量试件厚度。热敏感材料不应暴露在会改变试件性质的温度下，当试件在实验室空气中吸收水分显著(如硅酸盐制品)，在干燥结束后尽快将试件放入装置中以避免吸收水分。3、试件加工试验前，将试件加工成30OnlnI(长)300mm(宽)的正方形，并且保证冷热两个传热面的平行度，特别是硬质材料的试件，如果冷热两个测试面不平行，这种情况下必须将试件磨平后才能做实验。4、检测步骤4.1系统的启动查看系统是否漏水，无误后，将电源接通，显示屏出现开机画面，系统自动进入开机检测画面，在这过程需要20秒左右的时间，完成系统初始化。

4、4.2试件安装将所测试样加工成30OnImX300mm(1038)mm的尺寸，要求试样表面平整，表面不平行度应在试件厚度的2%以内。将烘干后的试样，放入装置的主加热板之间，按下“加紧力控制”标识中的“加载”开关，相应的工作状态指示灯亮，当显示屏显示压力值达到2.5kPa时，松开开关，试样被夹紧，再按下“防护套控制”中的“闭合”开关，当防护套闭合好后，松开开关，试样安装完毕。测定可压缩的试件时，冷板的角或边与防护单元的角或边试件需要垫入小截面的低导热系数的支柱以限制试件的压缩。4.3厚度测量在试验装置中夹紧后测量厚度。刚性大的硬质试件也可以放在大平台上用高度尺测量。误差不得大于1%,厚度测量的准

5、确度应小于O.5%o4.4水槽检查首先，检查试验筒里的水位。筒内上方有一“止口线”,此线即为水位线。水位线以下IOmm之内为正常水位，请特别注意保持在此范围之内！同时，恒温筒加满水。此时，可开启电源开关。按仪表的SET键，仪表上排显示SP提示符，按或键，使下排显示为所需要的设定温度，再按SET键，回到标准模式。水槽开始工作。4.5设定热板和冷板的温度在显示屏系统初始化完成后，按下“ESC”键，屏幕上出现下拉菜单，用“、”键选中特大数据项，然后，按“确认”键屏幕进入特大数据项，用“、”选中需要设定（修改）的通道号，按下“确认键二屏幕上设有8个通道。如下所示：1通道为中心加热板温度值；3通道为保护

6、环温度值；5通道为导热系数测算值；7通道为边缘跟踪温度值8通道为水冷板值；9通道为加紧力压力值；10通道为试样厚度值；11通道为功率显示值。在测试开始前和在测试过程中都可以对温度值进行设定。只需要设定1通道、3通道、8通道的三个温度值。7通道为边缘跟踪温度值是装置自动生成的。第1和第3通道的设定：用移动光标，用“、”键设定所需的温度数值。设定好后，按“确认键”，如要回到小数据（多参数）项，再按ESC下拉菜单项，选择小数据项，按下“确认键”屏幕回到小数据（多参数）显示。8通道的温定设定要等装置下部份的超级数显恒温器（水槽）的温度设定好后，再按照水槽温度值在屏幕上设定。4.6温度控制及传热稳定阶段

7、1）、按下测试按钮，这时冷板和热板分别开始制冷和加热，各个仪表显示当前测量值，此时冷却水箱启动。2）、将试件放入仪器，按住电机按钮将试件夹紧，并测出其厚度值。3）、打开导热仪软件，单击新设检测，输入待测试件的信息资料及厚度（11三）,单击设定完成操作。4）、单击检测流程下拉菜单检测进入检测界面，在试验设定一栏将热板仪表和冷板仪表设定为计算机控制状态，分别设定热板温度和冷板温度（输入后点击热板设定和冷板设定）。在试验过程一栏输入传热稳定时间、计算功率时间（单位：min）,采用时间（单位：s）,并输入试件的厚度（单位:mm）o5）、点击测试过程一栏的开始温控按钮，这时状态显示一栏的指标灯变红并闪烁

8、。等测试的第一阶段结束，软件弹出一个对话框“温度控制阶段已经结束，请点击计量功率）按钮”，按下确定按钮。6)、点击测试过程一栏的计量功率按钮进入功率计量阶段。7)、计量功率阶段完成后单击退出，单击报告与记录下拉菜单调用模板，选择要生成的报告模板生成试验报告。4 .7测试结束先按下装置面板上的“停止”按钮，同时“工作状态指示”中的“测试”灯灭，“停止”和“锁定”灯亮。此时，可按动“防护套控制”的“打开”按钮，等防护套打开后，再按动“夹紧力控制”的“卸载”按钮，直到试样可以取出。这时可关掉电源，同时关掉装置下方的恒温水槽开关。测试工作结束。5 .检测结果计算导热系数按下式(自动)计算dQ=(7j-

9、7)A入一材料的导热系数，单位：W/(mK)一热板的设定温度，单位：KT2冷板的设定温度，单位：KA中心加热板面积，单位：m2Q中心加热板传热功率，单位：Wd试件厚度，单位：m(2)热流计法检测导热系数本方法适用于测定干燥和潮湿的匀质板材和松散材料的导热系数和热理。检测依据：绝热材料稳态热理及有关特性的测定、热流计法GB10295-88检测程序1仪器设备1.1导热系数测定仪。测量范围：试样热阻应，0.1(m2K)W;热面温度：室温60C；冷面温度：室温5；试件尺寸：300mm300mm；电源电压：交流22020v50Hz环境条件：温度540；相对湿度90%；测试误差：5%1.2 电热鼓风干燥箱

10、。1.3 钢直尺。1.4 游标卡尺。1.5 案秤。1.6 天平。2试件要求2.1 制作30OmmX30Omm试件一块，厚度W50mm,对于硬质材料试样表面不平整度，应小于厚度的2%。2.2 测定可压缩试样时，在试件的四个周边垫入小截面低导热系数的支柱，以限制试件的压缩。3试件的预处理测量干燥条件下导热系数时，试件应根据材料本身的技术规定在不同温度条件下进行干燥处理至恒重。4试件的安装从主机上取下有机玻璃罩和保温套，移动冷却单元，将试件紧靠热板，移动冷却单元，使试件与热、冷板接触。然后拧紧压力装置，使试件与热、冷板紧密结合。装上保温套及有机玻璃罩。5开启总电源开关打开智能化仪表开关，当仪表巡检一

11、周后，按动功能选择键“S”，选“10”和“11”，输入被检材料的厚度d及热板的控制温度值。6设定冷板温度开启工作台前面板开关，温度显示器显示冷板水槽内的温度，将拨动开关指向“预置”，调节“预置”旋钮，使之与热板的温差在1040K之间，此时显示器显示冷板控制温点温度，然后，将开关置于控温。7打开加热开关“自动”、“手动”开关置于“自动”，调节电压旋钮,初始加热时，通常可选用较高的电压，使热板温升较快。当热板温度接近设定温度时，将控制开关拨向“手动”予用人工调节最佳电压值，使热板控制温度在0.2C内变化。8监测热流计输出热电势的变化，其变化值小于1.5%时,仪器进入稳定状态，此时，每隔15min打

12、印一次，连续四次读数给出的热阻值差别不超过1%,并且不是单调地朝一个方向改变时，检测结束。式中：导热系数w/（mK）f热流传感器的标定系数，（W/（m2-K）e热流传感器的输出（V）d试件的平均厚度（m）/T冷热板温差（K）(3)热脉冲法检测导热系数和蓄热系数本方法适用于测量容重302500公斤/米3,颗粒尺寸为20毫米以下的干燥和潮湿的匀质板材和粉状材料的导热系数、导温系统和比热。检测依据：轻骨料混凝土技术规程JGJ51-2002检测程序1仪器设备1.1 导热系数测定仪。工作条件：环境温度1035相对湿度80%室温要求稳定日平均温度波动1.5C1.2 电热鼓风干燥箱。1.3 钢直尺。1.4

13、游标卡尺。1.5 案秤。1.6 天平。1.7 秒表。2试件制备2.1 试件以三块为一组，要求材料的物性、配比相同。试件尺寸为：薄试件一块：200200(10-30)(mm)厚试件二块：200X200X(60-100)(mm)2.2 试件相互接触的表面要求制作得平整、结合紧密。2.3 薄试件要求厚度处处均匀。2.4 粉状材料用围框的办法达上述要求。3试件的预处理3.1 测量干燥条件下导热系数时，试件应根据材料本身的技术规定在不同温度条件下进行干燥处理至恒重。3.2 测量不同含温状况下的热特性时，应将干燥试件培养至所需温度后，放在密闭容器两天以上，再进行测试，要求一组试件的湿度差小或等于1%。4测

14、试前的准备工作4.1 将冰瓶装入冰水混合物或水；4.2 开启总电源，将45伏电源调到试验所需的电压值；4.3 接通YJ-24晶体管稳压电源、输出电压为6V,并稳定半小时；4.4 测量薄试件的厚度，量测35点取平均值；4.5 称出试件的重量，算出密度；4.6 将试件放在夹具内，放入热电偶及加热器，热电偶的结点安放在试件的中心；4.7 将试件台上两个加热器插头插入加热器引线的插座上，用电位差计“未知2”进行检测，测量电压值应为51 + 0.01V0.01=0.000196V伏左右，并且通过检流计观察加热电源，当其稳定时试验即可进行；4.8 校正检流计光点指示零的位置；4.9 将电位差计的转换开关指

15、向“标准”，调节工作电流使检流计指零；4.10 将电位差计的转换开关指向“未知1”测量上、下热电偶的电势是否一样，如果相同或相关在0.004毫伏以下时试验即可进行。图1热脉冲法测导热系数装置示意图5检测步骤5.1 校正检流计光点指示零位；5.2 将电位差计的量程开关指向“XI”位置，测量选择开关指向“标准”，调节工作电流使检流计光点指零；5.3 电位差计的测量选择开关指向“未知1”，按电偶开关“1”，测量并记录上表面热电热Eo,。然后按电偶开关“3”,测量并记录下表面热电热Eo（当水瓶的水温高于试件时，按电偶开关“2”和“4”，此时,测出的Eo和Eo为负值）；5.4按“加热”开关，并同时启动秒表；5.5测量加热回路的电流；断开“细”按钮，测量选择开关转至“未知2”，移动电位差计测量盘；使检流计光点指零。然后，按下按钮“细”移动测量盘使光点指零，止匕刻，记录电位差计的读数为V标;5.6断开“细