Lambda λ-Meter EP500e,防護熱板法導熱系數儀

導熱系數測試工具 λ-Meter EP500e（防護熱板儀）是一種基于嵌入式 PC 的測試工具，用于根據 ISO 8302、DIN EN 1946-2、DIN EN 12667 和 ASTM C177 （DIN 52612） 對防護熱板法進行絕對值測量。導熱系數測試工具 λ-Meter EP500e（防護熱板儀）測量插入樣品的樣品厚度?d、樣品上的溫差?ΔT?和熱通量 Q ?，熱通量?Q ?相當于測量加熱?P=U?I?的電功率。熱導率是根據定義的測量區域?A?和一維熱傳導確定的，如下所示：

λ=Q ??dΔT?A=U?I?dΔT?A

它不是熱流計，因此它提供的原理精度高于大多數其他提供的測試工具。它專為長期使用而設計，即使多年后也不需要校準。

使用現代技術設計傳感器板，無需測量室環境，否則這是標準環境。因此，它更容易實現自動化。

導熱系數測試工具 λ-Meter EP500e（保護熱板儀）不需要熱穩態受控測量環境。它必須插入常規電源，并且可以在任何房間或辦公室使用。

它發出的噪音非常小（就像 PC 一樣）并且散發的熱量非常少。測試工具的高級控制算法為每次測量計算最佳測量參數，并將測量時間降至最低。

導熱系數測試工具 λ-Meter EP500e（防護熱板儀）是一款緊湊的桌面工具。

下部和中部組件包含傳感器板。它們是同心構建的。這些板的核心是計算機優化的鋁制單元，厚度為 40 毫米，需要維持等溫溫度。風冷式高性能帕爾貼模塊負責將傳感器板的溫度降低到 -15°C 至 65°C 之間的任何溫度，以便在 10°C 至 40°C 的溫度范圍內，在傳感器板的溫差為 5 K 和 15 K 的情況下進行熱導率測量。與其他傳統測試工具相反，兩個樣品表面的溫度測量不是用熱電偶進行的，而是整體覆蓋整個測量表面。它確保了不均勻樣品的如此高的測量精度。

理想的樣品是 500 x 500 mm2 的板材。工具的實際測試區域位于試樣的正中央。其尺寸取決于工具的類型（例如 200 x 200 mm2 或 150 x 150 mm2）。對于 500 x 500 mm2 的樣品，該工具將測量適用于中心區域的熱導率。測試結果不會考慮相鄰的外部材料。然而，必須有一個外層。需要帶來熱條件，以確保一維的靜止溫度場。

上部組件包含整個電子模塊、用于驅動中間組件的電動提升氣缸、樣品厚度和測試壓力的測量儀器以及所有顯示和控制單元。該工具的操作非常方便和簡單。電動葫蘆機構由前面板上的兩個按鈕管理。它將抬起上傳感器板，以便可以插入樣品。為了便于插入，測試工具是側向打開的。在降低上傳感器板期間，提升機構將減速到爬行模式 – 分別通過小銷的底部或上傳感器板下側的耦合光柵發生。此模式提供更高的精度并防止可能的損壞。如果達到所需的測試壓力，該機構會自動切斷。樣品厚度的測量符合 DIN 18164 和 DIN 18165 標準，這些標準規定了比表面壓力（范圍為 0.05 至 2.5 kN/m2 或 50 …2500 Pa） 施加在樣品上。

傳感器板的設計和功能 – 通過 λ₁₀?測試對試樣內的熱條件

單樣品裝置必須有一個額外的加熱板，即所謂的反加熱器，位于上傳感器板上方。該反加熱器提供熱障，確保所有熱量都散發到樣品中。導熱系數測試工具 λ-Meter EP500e（防護熱板儀）還包括一個高靈敏度熱通量板，用于檢測加熱板和反加熱器之間可能存在的熱對流。可以實現精確的熱密封，而熱電偶則無法實現。測量區和保護加熱環之間的橫向熱量偏轉非常先進，并按以下方式進行管理：保護加熱環不是通過僅用幾個熱電偶測量溫差來控制的，而是 100 多個形成鏈條的熱電偶均勻分布在測量區和保護加熱環之間的間隙上。它們甚至可以檢測到最小的橫向熱流。然后，保護環將補償那些不需要的熱流。它被另一個保護性加熱環包圍，然后又被一個冷卻或回火環包圍。兩個環之間的熱流通過熱電偶鏈（熱流傳感器）測量。將在各個位置測量絕對溫度。導熱系數測試工具 λ-Meter EP500e（保護熱板儀）將根據這些數據進行計算，包括編程的測試方案、樣品的厚度和室溫、樣品中的溫度場以及保護加熱環和冷卻或回火環的控制變量。

下圖（圖 3 和圖 4）說明了使用兩種不同的電導率測量工具（均根據 ISO 8302 標準）對 120 mm 樣品進行 λ₁₀?測量時，測量樣品內的熱條件。第一張圖（圖 3）顯示了根據 ISO 8302 第 2.1.3 段圖 5 a 的常規保護熱板裝置的模式。第二個圖（圖 4）說明了本導熱系數測試工具 λ-Meter EP500e（保護熱板裝置）內感應的溫度場。如果根據 ISO 8302 第 2.1.3 段圖 5 c 的設計升級為額外的加熱和冷卻環，則會導致相同的磁場。

只有當橫向區域的溫度等于樣品的平均溫度時，才會存在均勻、一維和靜止的溫度場（見圖 3）。另一種設置（圖 4），樣品兩側的額外加熱和冷卻環提供熱障，并產生獨立于橫向條件（即室溫）的一維和靜止溫度場。

對于根據 ISO 8302 第 2.1.3 段圖 5-c. 的導熱系數測試工具 λ-Meter EP500e（保護熱板裝置）的設備結構。在 λ₁₀?測量期間，測試工具從兩側冷卻樣品的邊界區域，這樣較高的邊界前表面溫度（室溫）不會滲透到樣品內部。在測試工具的指定測量溫度和樣品厚度范圍內，將為測量加熱和保護加熱區建立一個精確的一維穩態溫度場。不需要恒溫測量室！

額外的冷卻環的功能類似于“濕度接收器”。樣品邊界區域的空氣濕度和最終濕度會向冷卻環移動，因此對測量結果沒有影響。此外，測量時間將縮短 – 與傳統的防護熱板設備相比，這兩者都是一個更具決定性的優勢。

智能控制機制可以確定測量的理想參數并減少運行時間。導熱系數測試工具 λ-Meter EP500e（防護熱板儀）可以在任何房間使用，不需要恒溫環境。