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Hukseflux公司THISYS薄樣品熱導率測量
Hukseflux公司THISYS薄樣品熱導率測量
THISYS是一個準確的、快速的、簡單的熱導率傳感器，主要用在測量高熱導率材料中，樣本的厚度比較薄。比較典型的材料就是單片金屬、合金，以及高電導率塑料和各種填充材料。對于金屬材料，比較理想的厚度為0.1ｍｍ或者更薄；塑料樣品的厚度通常在6mm范圍內。THISYS由一個
薄片采樣儀器 (THI01)和一個測量控制單元(MCU)組成。測量的本質是在加熱過程中，在樣品本身的平面上測定出樣本的一個溫度梯度。采用了一個熱電堆傳感器THI01，該傳感器可以應對非常薄的樣本材料（小于0.01—6mm），而且通常情況下熱導率在200 W/mK范圍內。通過這種方法，就可以避免接觸熱阻的問題。相對于傳統的ASTM D5470方法的弱點，這種測量方法是非常好的。使用一個大的氣候箱，可以覆蓋比較寬的溫度范圍，在有規律的間隔里測量。THISYS整體由PC控制，對于低熱導率材料中的傳感器型號，我們采用THASYS傳感器。
THISYS由薄片采樣儀器THI01（1）和測量與控制裝置單元MCU組成（2）。它通過RS232（4，5）由PC控制。測量結果自動出現在屏幕上。THI01外殼在甘油液中包含兩個散熱器。它在頂部有一個插槽，可通過該插槽插入樣品。樣品在兩側加熱。加熱器還包含熱電堆傳感器的熱接頭。 然后按下樣品加加熱器通過側面的螺釘與散熱器一起使用，從而實現了的對稱設置。甘油液消除了接觸電阻的問題。
THISYS 產品簡介
相對薄的、高導熱率材料的測量是一個經典的問題。通常情況下使用的方法有ASTM D 5470–01 (熱傳遞的標準測試方法薄導熱固體的性質電氣絕緣材料)，而且也顯示出很高的接觸熱阻靈敏性，但是都不適用于高熱導率材料，THISYS為這個問題提供了一個解決方案。
當把樣本固定在一個絕緣性能非常好的腔體中時，THISYS本質上就是在測量通過樣本從中心到邊緣的溫度梯度。
通過測量通量φ (由加熱器功率決定)，通過樣本的溫度差?Tamp，樣本的厚度H，就可以直接計算出相對熱導率λrel：λrel?φ/ H ?Tamp 測量需要一個相對非常好的參比材料。
THI01構成圖：散熱器（7，9）。 樣品材料（8），充氣腔（17），加熱器（4）。加熱器產生的熱量首先在樣品平面中流動，然后才進入樣品平面。散熱器（14）。
使用THISYS的測試結果：使用Pyrex 7740（2至7mm）進行測量，NPL（5.62mm）和304L不銹鋼類型（堆疊0.1至0.7mm）。 測試顯示，相對于文獻數據，準確度水平為+/- 6％（1.086，0.188和14.34 W / mK）。
THI01 設計
Hukseflux的THI01采用了兩種鋁制“加熱槽"，每個里面都包含有一個加熱器，固定后放置在填充滿空氣的絕緣腔體中，樣本放在腔體中。
測量出溫度梯度（中心到邊緣），除了新設計外，還有技術創新是使用一個薄熱電堆，這樣就可以執行一個，超級靈敏的溫度差?T測量，實際的測量過程都是浸泡在甘油中。
THI01可以測量厚度小于0.01至6 mm的樣本，尺寸大小70*100mm的單層材料。參比材料是5 mm的Pyrex 7740，單層平面上的熱導率，H xλ，大約是4 10ˉ3W/K，樣本的H x λ值非常接近于理想值。
測量實際上就是在測量THI01的溫度，把THI01整體放入一個可以改變溫度的氣候箱中，通過所需區域的溫度變化測量出來即可。簡單的描述：測量由一個加熱循環和一個?T評估組成。THI01溫度可以通過一個Pt100溫度傳感器測量，溫度校正依賴于熱電堆的靈敏度。
使用THISYS分析的幾個塑料制品樣品。如圖代表打開加熱器時的信號。信號振幅與熱量成反比，導電率λ乘以厚度H。
MCU設計
MCU通過PC操作，可以實現測量和控制，同時還可以存儲數據。軟件在Windows 系統環境下工作，軟件是交付的一部分。參數循環時間，樣本厚度，加熱面積，都可以在實驗開始前輸入到軟件中。
標定
取決于樣本分析，提供的多種參比樣本，通常情況下是使用Pyrex 7740，Pyrex樣本的熱導率可以溯源至NPL，THISYS適用于ISO認證的實驗室中使用。
建議使用領域
?高熱導率材料；
?金屬合金；
?高熱導率復合材料。
更多信息/選項
請查閱手冊以獲得THI01的完整規格列表。本手冊通過電子郵件以PDF文件免費提供。適用于低導熱材料型號為THASYS。
THI01技術性能參數
測試方法：薄片樣本分析；
溫度范圍：-30至+120℃；
精度(λref)( 取決于樣品)：依賴于參比，通常在 20°C時是+/- 6％；H xλ在4 10 ˉ3 W / K；
可重復性(λref)：20°C時+/- 2％；
總測量時間：3000 s (典型值) ；
供電需求(開關)：15 V，0.8Watt (典型) ；
加熱器(阻抗，直徑)：50 Ohm，80mm ；
樣本要求：H =6 mm， H x λ = 1至5 10ˉ3W/K ；
樣本A表面：選70x110 mm，一般是>50x50 mm ；
Pt100：B級, IEC 751:1983 ；
可溯源：NPL，英國國家物理實驗室；
MCU01技術性能參數
溫度差輸出：0至30℃時為0.5 µV；
Pt100輸出： 20℃時 +/- 0.2℃；
電壓輸入/輸出：220—110 VAC / 15 VDC；
通訊：RS232。
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