設計與功能:
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)是一種基于嵌入式計算機的測試工具,采用絕對值測量方法,符合 ISO 8302、DIN EN 1946-2、DIN EN 12667 和 ASTM C177(DIN 52612)標準。λ-Meter EP500e 測量插入樣品的厚度、樣品上的溫度差異以及相當于測量加熱電功率的熱流。根據定義的測量區域和一維熱導率,計算熱導率。
它不是一個熱流計,因此在原理上提供比大多數其他測試工具更高的準確度。它設計用于長期使用,即使經過多年也無需校準。
現代傳感器板的設計技術使得無需標準的測量室環境,從而簡化了自動化過程。
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)不需要溫控測量環境。它只需插入常規電源即可在任何房間或辦公室中使用。
它發出的噪音非常小(如同計算機),并且散熱量也非常少。測試工具的先進控制算法為每次測量計算最佳測量參數,將測量時間縮短至最小。
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)是一種緊湊型臺式工具。
下部和中部組件包含傳感器板,它們同心排列。這些板的中心部分是計算機優化的鋁制單元,厚度為 40 毫米,用于維持等溫溫度。空氣冷卻的高性能佩爾帖模塊負責將傳感器板的溫度調節到 -15°C 到 65°C 之間,從而可以在 10°C 到 40°C 的溫度范圍內,樣品表面溫度差為 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不同,溫度測量不是通過熱電偶在樣品表面點狀進行,而是覆蓋整個測量表面。這確保了對非均勻樣品也具有高測量準確度。
理想的樣品為 500 x 500 mm2 的片材。工具的實際測試區域位于樣品的中心。其大小取決于工具的類型(例如,200 x 200 mm2 或 150 x 150 mm2)。對于 500 x 500 mm2 的樣品,工具將測量適用于中央區域的熱導率。相鄰的外部材料不會影響測試結果。然而,需要有外層,以確保能夠產生一維的穩態溫度場。
上部組件包含所有電子模塊、電動提升缸用于驅動中部組件、用于測量樣品厚度和測試壓力的儀器,以及所有顯示和控制單元。工具的操作非常方便簡單。電動提升機制由前面板上的兩個按鈕控制。它將提升上部傳感器板,以便插入樣品。為了便于插入,測試工具的側面可以打開。在上部傳感器板下降過程中,提升機制將減速至緩慢模式——這是由于上部傳感器板下側的小銷釘與光電開關的接觸。此模式提供了更高的精度,并防止可能的損壞。當達到所需的測試壓力時,機制會自動切斷。樣品厚度的測量符合 DIN 18164 和 DIN 18165 標準,要求在樣品上施加特定的表面壓力(范圍為 0.05 到 2.5 kN/m2 或 50 到 2500 Pa)。
傳感器板的設計與功能 – 通過 λ10 測試的樣品內熱條件
單樣品裝置必須有一個額外的加熱板,即所謂的反向加熱器,位于上部傳感器板的上方。反向加熱器提供熱屏障,確保所有熱量都傳遞到樣品中。熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)還包括一個高靈敏度的熱流板,用于檢測加熱板和反向加熱器之間可能的熱對流。精確的熱密封可以實現,而這在使用熱電偶時是不可能的。橫向熱量的偏移在測量區域和保護加熱環之間進行高級管理,如下所示:保護加熱環不是僅通過幾個熱電偶測量溫度差來控制的,而是由超過 100 個熱電偶鏈均勻分布在測量區域和保護加熱環之間的間隙中。它們可以檢測到最小的橫向熱流。保護環將補償這些不希望的熱流。它被另一個保護加熱環包圍,并再次由冷卻或調溫環包圍。兩個環之間的熱流通過熱電偶鏈(熱流傳感器)進行測量。絕對溫度將在多個位置進行測量。熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)將根據這些數據,包括編程的測試方案、樣品的厚度和室溫,計算樣品中的溫度場,以及保護加熱環和冷卻或調溫環的控制變量。
下圖(圖 3 和圖 4)展示了 λ10 測量中的樣品內熱條件的原理圖。第一幅圖(圖 3)顯示了按照 ISO 8302 第 2.1.3 段圖 5a 的傳統保護熱板裝置的模式。第二幅圖(圖 4)展示了當前熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)誘導的溫度場。如果按照 ISO 8302 第 2.1.3 段圖 5c 的設計進行升級,增加了一個額外的加熱和冷卻環,則會形成相同的場。
只有當側面區域的溫度等于樣品的平均溫度時,才存在均勻的一維穩態溫度場(見圖 3)。另一種設置(圖 4)通過在樣品兩側增加加熱和冷卻環提供熱屏障,并創建一個獨立于側面條件(即室溫)的溫度場,該溫度場是一維的且穩定的。
對于按照 ISO 8302 第 2.1.3 段圖 5c 制造的熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置),在 λ10 測量過程中,測試工具將從樣品的兩側冷卻邊界區域,使較高的邊界前表面溫度(室溫)不會滲透到樣品內部。在測試工具指定的測量溫度和樣品厚度范圍內,將為測量加熱和保護加熱區域建立準確的一維穩態溫度場。不需要溫控測量室!
額外的冷卻環像“濕度匯”一樣工作。空氣濕度和樣品邊界區域的可能濕度轉移到冷卻環,從而不會影響測量結果。此外,測量時間將縮短——這是與傳統保護熱板裝置相比的另一個決定性優勢。
智能控制機制可以確定測量的理想參數并縮短運行時間。熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)可以在任何房間中使用,不需要恒定的溫度環境。
特征:
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e 的特點與操作范圍
如果您決定投資熱導率測試工具,建議選擇符合 ISO 8302 和 EN 1946-2 標準的保護熱板裝置。與根據 ISO 8301 和 EN 1946-3 標準的常用熱流計相比,它具有顯著的技術改進。
單樣品熱導率測試工具 λ-Meter EP500e 是一種保護熱板裝置,測量絕緣材料及其他產品的熱導率、熱阻、k 值和 U 值。測試符合 ISO 8302、EN 1946-2、EN 12664、EN 12667、EN 12939、ASTM C177 和 DIN 52612 標準,具有測試機構所要求的高準確性。
它已獲測試機構或(高等教育)機構以及內部生產控制的批準。
新設計的特點是測量區可以實現穩定的熱條件。三個保護加熱環和一個溫控加熱環(可用于加熱和冷卻)通過間隙控制分開,可以單獨控制,操作方便。開放的設計使得自動化解決方案具有更大的潛力,不需要常規工具類型所必需的溫控測量室。
這一改進通過微系統技術和其他現代技術實現,應用于傳感器板的設計。特殊溫度場的三維模型的開發也為成功做出了貢獻。
智能微處理器控制提供理想的測試參數,無需手動操作,即可快速高效地在測試區內產生穩定的溫度場。
雖然工具未配備測量室,但λ-Meter EP500e 的標準符合性已被確認和認證,符合 ISO 8302、EN 1946-2、EN 12664、EN 12667、EN 12939、ASTM C177 和 DIN 52612 標準。
無論是單樣品還是雙樣品設計類型,都符合標準并獲得了 CE 認證。我們選擇制造和銷售單樣品測試工具。它的技術和工程更為復雜,但使用更加友好且易于操作。
雙樣品工具類型無法測量單個樣品的熱導率,只能測量兩個樣品的平均值。單樣品工具類型的樣品插入和操作更為方便。
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)可以在精確的測試溫度下測試熱導率。其熱控制不會在樣品內的熱條件接近穩態時關閉,以調整到測試溫度。這在熱流計中常見,并且通常會導致實際和期望測試溫度之間的微小差異。對于保護熱板裝置的 λ10 測量,僅需要進行一次測試。這與其他工具的系列測試(最多需要三個不同的溫度)和以前 DIN 52612 標準所要求的測試方式不同。
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)可以在 10°C 至 40°C 之間的不同溫度下,自動完成對一個樣品的三個連續測試。根據每個測試結果,該工具可以通過線性回歸計算 λ10、R10 和 TK(熱導率的溫度系數)。
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)評估樣品厚度,也可以輸入和預設厚度。
在 熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)上,樣品厚度按照 EN 823(DIN 18164 和 18165)標準測量,施加壓力范圍為 50 到 2500 Pa(根據 EN 13162 至 13171 標準用于絕緣材料的表面積作用)。插入樣品后,上部傳感器板會下降直到達到給定壓力。在達到最終位置之前,下降機制會切換到緩慢模式。
也可以輸入樣品厚度(標稱厚度)。在這種情況下,上部傳感器板將自動下降到給定水平。這對于如礦棉等極軟絕緣材料可能很有用。
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)每 30 秒根據標準(EN 13162…13171 第 5.3.2 節)“在測試厚度下”評估熱導率和熱阻。
此外,還會每 30 秒計算最近 15 分鐘的測量值的標準偏差。這有助于決定測量區的溫度場是否足夠穩定,從而可以結束測量。
單樣品 熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)已預設特定的測量范圍,以便于測試絕緣、輕質和重質建筑材料。這提高了準確性。相關范圍設定為 10°C 至 40°C 的測試溫度、λ = 3…500 mW/m·K 的熱導率和 R = 0.125 … 5 m2·K/W 的熱阻,基于板間溫差為 5…15 K。
如有需要,熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)也可以配備下限測量溫度為 -10°C 和上限測量溫度為 50°C 的改裝(-10°C 至 50°C)。
單樣品 熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)可以配備第二個較小的測量區,用于 150 x 150 mm2 的小尺寸樣品(R = 0.03…0.25 m2·K/W 和 λ = 0.25…2.0 W/m·K)。當插入樣品時,此區域會自動激活,適用于如混凝土等材料的熱導率和熱阻測試。
樣品厚度在 10 到 200 mm 范圍內的材料可以在 λ-Meter EP500e 上測試。通過特別選項,也可以測試小于 10 mm 的厚度。
首選樣品尺寸為 500 x 500 mm2,但也可以是較小的尺寸和一側的重疊。
通過特殊的樣品插入裝置(可以與工具一起訂購),也可以測試松散材料。
如果測試溫度低于環境溫度(特別是在測試 λ10 時),位于傳感器板兩側邊緣的冷卻環(溫控環)作為濕度陷阱,防止濕氣進入測試區,從而避免不準確性。這對于對濕度敏感和吸濕的樣品(例如,含有有機材料的樣品)特別有用,相較于其他板裝置或熱流計具有顯著優勢。
測試固體和不平整材料時需要補償墊。表面溫度傳感膜可用于測量樣品表面與墊層之間的溫度,比使用單一熱電偶更可靠。
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)的操作和處理簡單直接,無需特殊技能或培訓。操作工具所需的工作時間有限。
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)無需溫控環境。任何房間都適用,但需接入電源。該測試工具的噪音不大于臺式計算機,發熱量也很少。
高性能的佩爾帖冷卻器與先進的過程控制相結合,確保在樣品內達到穩定的熱條件,從而將測試周期縮短至物理上可能的最短時間。
為了最大化使用 熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置),可以在工具上或其他地方(如測試室外)安裝一個信號燈以指示測試結束。如果連接,也可以使用聲音警報。
單樣品 熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)在長期使用中可靠。即使經過多年使用,偏差也不會出現。
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e 的主要設計是模塊化的。可以根據擁有者的需求進行修改和升級,組件可以逐步添加,確保完全兼容。
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)配備了增強的軟件包,基于 Windows(所有版本)。該軟件包稱為“EP500 控制程序”,便于工具的操作。它還包括全面的評估、處理和電子歸檔測試結果的選項,是全方位服務的關鍵。
熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)具有自動故障報告和分析系統以及先進的服務軟件。它內置于“EP500 控制程序”中,處理并選擇性地傳輸所有 17 個熱量和控制信號的時間圖表到工具制造商。傳輸是通過電子方式直接從與工具連接的 PC 完成的。
ISO9000 認證公司或計劃認證的公司,可以要求提供一個配置,允許定期驗證 熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)的準確性。此配置允許所有者隨時檢查和驗證熱導率測試所需的各個屬性和信號是否仍然具有相同的準確性。特別是樣品表面溫度、加熱板的電壓和電流、間隙控制和對抗加熱器的詳細信息可以通過將高精度數字電壓表插入工具背面的多彩插頭來進行檢查。
工具制造商 Lambda-Me?technik GmbH Dresden 還可以進行遠程診斷。在這種情況下,工具所有者將收到確認各個測試信號長期可靠性的錯誤分析報告。用戶需使用“EP500 控制程序”的服務模塊輸出內部數據,并通過電子郵件發送給工具制造商。
PC軟件:
EP500-Control 程序
使用熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)時,與 PC 測試和評估軟件 “EP500-Control Program” 配合使用是理想的,該軟件適用于所有 Windows 版本。為此,工具必須通過 Bluetooth 或 RS232 接口連接到 PC 工作站。
該軟件支持多種語言(德語、英語、法語、捷克語、俄語),可以在同一臺保護熱板裝置 λ-Meter EP500e 上運行。
使用同一軟件的 PC 可以同時操作多個熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(多會話功能)。
Lambda-Me?technik GmbH Dresden 為工具用戶提供了理想的支持,以解決工具問題或故障。如果用戶選擇了該軟件,可以通過遠程檢查工具,相關報告(如 ISO 9000 報告)將發送給用戶。
“EP500-Control Program” 軟件使得操作熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)變得簡單方便,并支持測試結果的全面處理、評估和存儲。
該工具可以設置為在每次測試后立即處理和傳輸測試結果到其他網絡,或者根據預設條件傳輸到公司獨立或集中數據處理系統。
以下是軟件范圍的說明:
啟動菜單用于輸入樣品和測試參數。需要定義以下信息:
- 測試識別、樣品標識
- 單次測試或系列測試(測試溫度的數量)
- 測試溫度
- 傳感器板之間的溫差
- 自動測試終止的標準(測試結果必須在特定時間段內顯示穩定行為,并且不得超過百分比范圍)
- 根據 EN 13163 表格可選計算 EPS 厚度效應
- 計算聲明的熱阻值的鍵(如名義厚度)
- 選擇保存測試結果的數據庫文件
- 輸入樣品的所有附加信息
- 可以輸入原始密度,也可以通過樣品質量和尺寸自動計算。
- 樣品厚度和測試壓力將由測試工具提供。
如果已知樣品的熱導率溫度系數,可以輸入該值。這有助于在隨機測試溫度下獲得 λ10 值(例如 Tm = 23°C)。
菜單可以保存并重用,以最小化數據輸入。可以搜索、選擇并復制類似測試的參數,以減少冗余數據輸入。
還可以一次性輸入這些數據以進行后續測試,只需物理更換樣品即可進行測試。這可以由幾乎任何員工在無需特殊培訓的情況下完成,因為不需要附加數據輸入。
測試或測試系列可以在 PC 工作站的屏幕上實時監控(每 30 秒更新一次)。如果顯示器用于其他目的,也可以在后臺映射所有三個測試或單個測試。可以通過縮放進行放大和增強展示。
沉降時間圖包括綠色線條,表示偏差范圍(例如當前值的 ±1%)與設定終止標準的比較。這有助于決定測試是否已經充分穩定,可以終止測試。
測試結果將在測試完成后顯示,包括樣品標識、測試編號、測試溫度、時間和日期以及測量的熱導率。
所有 λ-時間圖都可以保存、打印和檢索以進行比較。
測試結果將在單次或系列測量完成后顯示,并包括測試的最重要參數。結果包括基于線性回歸計算的 λ10、R10 和 TK 的值。
點擊 “保存” 后,菜單 “附加信息” 將打開,允許輸入額外的測試數據。所有這些將成為所選數據庫文件的一部分并相應保存。
可以創建無限數量的數據庫文件。測試參數和結果的列是預定義和標準化的。在保存測試結果時,每個測試都會有一行記錄,結果、參數、輸入數據和附加信息將輸入相應的列。這允許對結果和相關信息進行深入比較審查。數據庫文件也可以轉移到其他軟件,如 EXCEL。所有行和列可以根據打印或獲得更廣視圖的需求進行單獨選擇、排序和重新排列。
數據庫軟件將自動計算 λ90,90 值和聲明的導熱率 λD 以及根據歐洲絕緣材料標準(EN 13162 … 13171)附錄 A 的 R90,90 和聲明的熱阻 RD。它將立即重新計算這些值,一旦包含新的讀數。如果絕緣材料制造商想要獲得 CE 認證,可以更容易地整理選擇性結果,并達到所需的 λ90,90 值。類似地,結果可以保存在多個文件中,文件記錄可以復制或剪切粘貼,隨機拆分和添加。也可以包含外部結果(例如測試機構)。刪除單個或多個文件記錄可以積極影響 λ90,90 值,并且不需要的記錄可以暫時或永久刪除。
測試報告可以為最多六個單獨測試的測試系列編制(A4 格式),可以選擇任何語言,模板符合已建立測試機構使用的格式(根據 EN 12667 第 9 節,測試報告)。報告可以保存和打印。報告通常列出所有測試結果、參數和條件。它們還展示了 λ-溫度圖以及相應的值和多項式線。
Lambda-Me?technik GmbH Dresden 的公司標志將出現在報告的右上角。報告的左上角可以插入工具所有者的公司標志。
報告可以根據所有者的個人需求進行修改(例如,添加簽名行)。
測試報告下載 (*.pdf, ~ 18 kB)
“EP500-Control Program” 套件還包括一個服務模塊,從而確保各級質量服務。
如果工具操作員遇到工具問題(例如沒有測試值或測試值與預期不符),可以通過簡單點擊“聯系工具制造商”按鈕來聯系工具制造商:
點擊 “附加測試數據” 按鈕,將檢索到最近 12 個單次或系列測試的測試數據文件記錄(少量 A4 頁面包含數值數據),以及有關熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)的所有測試和調節電路的詳細內部數據,并將其添加到報告中。
點擊 “附加信號時間圖” 按鈕,將檢索到最新和最相關測試的所有相關測試信號的完整時間圖。這些包括所有 17 種溫度和熱流測試信號、加熱器的電流和電壓,以及從測試開始到結束的熱導率。這些數據用于分析熱導率測試工具 λ-Meter EP500e(保護熱板裝置)的性能。
所有這些數據都保存在工具中以供隨機訪問。它們只會被新數據覆蓋和更新。
可以從顯示的“臨時圖形”列表中選擇保存的 λ-時間圖,并將其添加到問題報告中。還可以將另一個數據庫文件(及其索引文件)包含在報告中。如果保護熱板裝置 λ-Meter EP500e 控制 PC 連接到互聯網,問題報告可以直接發送到 Lambda-Me?technik GmbH Dresden 實驗室進行進一步處理。如果沒有直接的互聯網連接,則可以通過點擊“保存”按鈕保存報告。然后可以將其轉移到另一個 PC 工作站,并從那里通過電子郵件發送到 Lambda-Me?technik GmbH Dresden 實驗室。
“錯誤分析問題報告”包含所有相關數據,用于識別錯誤,并使工具供應商能夠遠程進行合格的錯誤診斷以便立即解決。
使用此服務無需電話聯系,也無需了解德語或英語。
“錯誤分析問題報告”將在收到后立即由我們的員工處理。您將在幾小時內收到我們的回復。
“錯誤分析問題報告”的審查不僅在保修期內是免費的,而且在保修期結束后多年內也是免費的。
我們將知道問題是否由于操作不當或輸入錯誤(例如在工具操作培訓期間)。在這種情況下,我們將通過電話或電子郵件立即響應,并提供適當的支持。
同樣,我們將能夠識別工具故障。
在許多情況下,我們可以在不現場維修或服務的情況下解決工具故障。工具配備了多個冗余組件,這些組件將在工具出現故障時通過更改定制軟件進行激活。
否則,我們將提供詳細的指示,以便您自行解決故障。或者,您可以拆卸印刷電路板并將其送回我們進行修理。
工具的印刷電路板是系統化排列和安裝的,無法混淆。盡管如此,用戶將獲得詳細的拆卸說明,包括插圖和解釋,以幫助他們以母語進行操作。即使是沒有經驗的普通人也可以輕松完成更換。
在出現故障或工具停機的情況下,只有在極少數情況下才需要將工具返回到德累斯頓。即使在保修期結束后也是如此。
如果工具被送回我們德累斯頓,我們將立即處理其服務。我們將進行修理并盡快將其送回您。我們盡力將工具停機時間保持在最低水平。如果必要,我們可以提供替代工具作為過渡。
工具用戶還可以使用“錯誤分析問題報告”來證明和記錄其工具在操作期間沒有出現測試錯誤(例如,ISO 9000。
技術參數:
參數 | 版本A | 版本C
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實際測量范圍是插入樣品的熱傳導阻力(與測量加熱器的電加熱功率相關聯) | R =0.1 … 14 m2K/W | R = 0.025 … 14 m2K/W |
相應的熱導率(約) | λ = 0 … 0.5 W/(m·K) | λ = 0 … 3 W/(m·K) |
測量區域/區域 | 200 x 200 mm2 | 150 x 150 mm2 |
樣品厚度 | 10 … 120 mm (可選 4 … 200 mm) | |
樣品尺寸 |
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在線性 | < 0.5 % (多數 < 0,2 %) | |
精度 | < 1.0 % (多數 < 0,7 %) | |
測量溫度范圍(標準) | 10 … 40 °C (可選 -10 … 50 °C) | |
溫差范圍(標準) | 5 … 15 K (可選 20 K) |