導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀(熱線法） 型號(hào)：HDRX3A
一、概述
HDRX3導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀采用瞬態(tài)熱線法，含交叉線法和平行線法，主要測(cè)量固態(tài)和粉狀材料在不同溫度下導(dǎo)熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)（熱擴(kuò)散系數(shù)）和比熱容。具有、高分辨率、高復(fù)現(xiàn)性等特點(diǎn)。由計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。適用于研究院校、質(zhì)檢、廠礦等對(duì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量。
本儀器是在我廠原HDRX2基礎(chǔ)上重新進(jìn)行開發(fā)，提高了測(cè)量度和重現(xiàn)性，結(jié)構(gòu)加合理，使用方便。型號(hào)分類：HDRX3A主要采用交叉熱線法（也可用平行線法測(cè)量5w/mk以下的材料）；HDRX3B采用平行線法，測(cè)量小于25w/mk的材料。
儀器參考標(biāo)準(zhǔn)：GB/5990-86《定形隔熱耐火制品導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)方法(熱線法)》；GB/T17106-1997《耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)方法（平行線法）》；GB 11205-89《橡膠熱導(dǎo)率的測(cè)定（瞬態(tài)熱絲法）》; GB/T10297-1998《非金屬固體材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定(熱線法)》等。
二、 主要指標(biāo)
1、測(cè)量范圍： HDRX3A(交叉線法) 0.015~2.0 W/(m·K)
HDRX3A(平行線法) 0.015~5.0 W/(m·K)
HDRX3B(平行線法) 0.015~25.0 W/(m·K)
2、溫度范圍： -40～120 ℃（需配高低溫恒溫箱）配銅-康銅熱線
室溫～1000 ℃（需配電阻絲電阻爐）配鎳鉻-鎳硅或鉑-鉑銠熱線
室溫～1300 ℃（需配硅碳棒電阻爐）配鉑-鉑銠熱線
室溫～1600 ℃（需配硅鉬棒電阻爐）配鉑-鉑銠熱線
3、測(cè)量度： <±5.0 %
4、試樣尺寸： 230mm×114mm×64mm,2塊；（或根據(jù)用戶要求）
5、溫度分辯： 0.001℃
6、熱線電源：DRX-3A電流分辯0.01mA，電壓分辯0.1mV
DRX-3B電流分辯0.1mA，電壓分辯0.1mV
7、設(shè)備電源： 電壓220V；頻率50Hz；功率500W（配用電爐溫度控制器電源的要求參看電爐溫度控器說明書）
三、瞬態(tài)熱線法測(cè)量原理
瞬態(tài)熱線法的理論基礎(chǔ)是大介質(zhì)中的徑向一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。設(shè)有一根半徑為ro的長(zhǎng)金屬線源豎直地插入液體中，線源的熱導(dǎo)率大，熱容量近似為零，液體和線源在初始時(shí)刻處于熱平衡，設(shè)平衡溫度為To，當(dāng)突然給線源加恒定的熱流q時(shí)，熱量完從線源傳遞給被測(cè)材料。
Carslaw和Jaeger基于材料對(duì)一小、長(zhǎng)熱線源恒定熱流的溫度響應(yīng)給出了熱線法計(jì)算材料導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)學(xué)解：
（1）
式中θ為探頭溫升，T為t時(shí)刻探頭溫度，T0為探頭初始溫度，q為加熱功率，λ為樣品導(dǎo)熱系數(shù)，α為樣品熱擴(kuò)散系數(shù)，r為測(cè)試徑向位置，Ei為指數(shù)積分函數(shù)，其表達(dá)式為：
（2）
其中μ=r2/4αt，當(dāng)r2/4αt << 1時(shí)，可用其前兩項(xiàng)表示，從而得到：
（3）
其中歐拉常數(shù)C=0.57726。對(duì)上式兩端取微分可得到樣品導(dǎo)熱系數(shù)：
（4）
以上推導(dǎo)忽略了探頭的尺寸和熱容等影響因素，實(shí)際測(cè)量中，由于探頭具有體積和熱容，因此在探頭開始加熱時(shí)，樣品溫升會(huì)有個(gè)時(shí)間滯后，在對(duì)數(shù)時(shí)間—溫升曲線圖上表現(xiàn)為一非線性段，這個(gè)時(shí)間取決于探針尺寸和結(jié)構(gòu)，之后進(jìn)入線性段，后曲線將趨于平穩(wěn)。本儀器采用用篩選數(shù)據(jù)法取線性段上的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，從而得到導(dǎo)熱系數(shù)值。當(dāng)材料的導(dǎo)熱系數(shù)已計(jì)算出，也就能計(jì)算出熱擴(kuò)散系數(shù)。
比熱容通過如下公式計(jì)算：
C=λ/(a*p)
a：熱擴(kuò)散率，單位m2／s
λ：導(dǎo)熱系數(shù)，單位W／(m·K)
p：密度，單位g／m3
C：比熱容，單位KJ／(kg·K)
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