DRE导热系数测试系统说明书
HAD-DRE-2B导热系数测试仪（瞬态探针法）使用说明书北京恒奥德仪器仪表有限公司DRE（探针法）导热系数测试系统说明书、概述HAD-DRE-2B导热系数测试仪采用瞬态热丝探针法，适用于测量松软块状固体、高粘流体、胶状品、颗粒、粉末材料等的导热系数、导温系数（热扩散系数）和比热容。具有精度高、操作便捷、结构坚固、测试速度快、适用范围广等特点。二、主要技术指标1、导热系数测定范围：0.015W/mK2、测量时间：30-600秒；3、准确度：优于土3%;4、温度范围：标准测量：室温；如选配试样温度控制器可不同温度下测试：如0C95C,费用另计；5、样品形状：疏松物质&样本用量：长度不小于10cm,直径不小于3cm（或中心到边界大于15mm）7、耐压范围：常压；8、电源：220V,功率：200W三、热丝探针法测量原理热丝探针法是热丝法的一种改进，它是将一电加热丝封装进一小直径金属管中，探针内电加热丝丝既作为加热元件，也作为测温元件。其原理是利用电加热丝电阻随温度变化而变化，测量加热过程电加热丝电阻变化，就可以得到温度的变化。因而本方法非常快捷和便利，同时也相当精确。在测试过程中，电流通过铜丝时会产生热量，热量会同时向探针周围的样品进行扩散。热量在材料中扩散的速率依赖于材料的热扩散系数和导热系数等热特性。通过记录温度与探头的响应时间，材料的这些特性可以被计算出来。其物理模型与热丝法相似，传统的热探针法借鉴了热丝法的数学模型，即不考虑探针的尺寸和热物性的影响得出材料的导热系数。Carslaw和0Jaege基于材料对一无限小、长热线源恒定热流的温度响应给出了热线法计算材料导热系数数学解:(1)q为加热功率,rr2式中B为探头温升，T为t时刻探头温度,I4小丿To为探头初始温度,入为样品导热系数，a为样品热扩散系数，r为测试径向位置，Ei为指数积分函数，其表达式为:22!33!(2)其中卩=2/4a，当r2/4a<<1时，可用其前两项表示，从而得到:(3)其中欧拉常数C=0.57726。对上式两端取微分可得到样品导热系数:(4)q/d°/-4二dlnt以上推导忽略了探针的尺寸和热容等影响因素，实际测量中，由于探针具有一定体积和热容，因此在探针开始加热时，样品温升会有个时间滞后，在对数时间一温升曲线图上表现为一非线性段，这个时间取决于探针尺寸和结构，之后进入线性段，最后曲线将趋于平稳。本仪器采用用筛选数据法取线性段上的数据进行线性拟合，从而得到导热系数值。当材料的导热系数已计算出，也就能计算出热扩散系数。比热容通过如下公式计算：C=入/(a*p)a：热扩散率，单位mi/s入：导热系数，单位V/(m-K)p：密度，单位g/mC:比热容，单位KJ/（kgK）四、仪器安装调试1、将仪器安置在平稳坚固的工作台上，连接好电源线。2、连接好探针线和仪器与计算机的通信线。3、计算机系统必须MicrosoftXP系统，在计算机中安装MicrosoftofficeExcel2003和MicrosoftofficeAccess2003，再安装DRH导热系数测试软件，如需打印报表还要安装打印机。4、如计算机没有2个9针COM口，需配RS232转USB线或RS232板卡，并安装相应驱动。5、打开仪器电源开关，启动计算机，运行DRE导热系数测试软件。如通信端口设置正确，自动进入测试软件主界面。否则弹出通信端口设置界面，分别选择恒流源和电压表通信端口地址，按“测试”键，如文本框中读到与仪器相对应数据，请按“停止”键。如果恒流源和电压表的数据都能读入计算机，请按“进入测试界面”键进人测试软件主界面。否则需检查通讯线路和通讯端口设置是否正确。6、单击菜单“参数设置-探头参数”，弹出用户验证界面，输入用户名和密码（仪器用户名：xt，密码：808）,进入探头参数设置界面，请输入探头参数，确认退出。7、单击菜单“参数设置-修正系数”，弹出用户验证界面，输入用户名和密码（仪器用户名：xt，密码：808），进入修正系数设置界面，请输入探头上的数值，确认退出。五、仪器操作（一）、测试样品准备1、取样品长度大于10cm直径大于3cm或中心到边界都大于15mm的其它形状样品都可以。如导热系数高的材料直径需大些。总之，在测量时间内热量传递不穿透样品边界。2、将探针插入待测样品中心，静置约30分钟，以使探针和待测样品达到热平衡，探针和待测样品具有相同的初始温度。如样品温度通过试样温度控制器控制，在某温度下测试，要等样品温度达到设置温度并且温度均匀稳定后才能进行测试。（二）、控制参数设置1、单击菜单“参数设置-控制参数”，弹出控制参数设置界面。2、计算开始点是人为的去掉时间对数-温升曲线前面一段线性不好的曲线，其数值是将实验数据采集的个数前多少个数据去掉，实验数据采集的个数可根据测试时间和采样间隔计算出来，一般可去掉10%勺数据。测试时间一般2分钟，导热系数高的材料和易产生对流的材料测试时间就要短，如液体测量时间设置30秒。采样间隔一100mS能满足要求。调零电流设置一般不大于2ma,避免在实验前大电流对探头提前加热，影响后面测量结果。测试电流设置一般使温升不超过3C。（三）、将探头置于试样中，等温度稳定均匀（按“调零输出”键，从电压表读数是否稳定可判断试样温度是否稳定）后，按“调零输出”键，调“调零”电位器，使电压表读数在零附近。（四）、按“开始测试”键，仪器进入自动测试状态，完成后自动显示测量结果。（五）、如需保存结果，按菜单“保存结果”，弹出保存结果界面，按“确认”后，结果保存。如需保存曲线图，单击菜单“试验曲线-保存曲线”，把图形保存在选定的位置。（六）、按菜单“生成报告”，弹出输入实验信息界面，输入相关信息后按“确认”键，ExceI文件型的报告自动生成，如报告需保存,请另存。其操作与Excel一样六、注意事项1、仪器测试前，需进行约30分钟预热。2、仪器附近不能有大的电干扰，试样必须在环境温度相对稳定的无风环境下测试。3、探针置于试样中后，约30分钟温度稳定期，使试样和探头温度达到一个稳定平衡状态，才能进行测试。同一试样重复测试，需60分钟以上的时间间隔。如试样在温度控制器中测试，必须有充足的时间，使试样温度均匀稳定，否则影响测试结果。总之，试样和探针温度必须均匀稳定后才能进行测试。4、测试过程中，当时间对数-温升曲线出现如下状况时，可能存在的原因如下：a、曲线不光滑，可能是试样与探头接触不好。b、曲线后段翘尾，可能试样尺寸偏小。c、曲线后段走平，可能测试电流偏小。七、仪器成套1、测试主机1台2、探针1个3、通讯套件1套4、计算机（按合同要求）1套5、试样温度控制器（按合同要求）1套6、说明书1份7、合格证1份
