一項「材料導熱係數測定儀器校準法」獲得發明專利授權

2020-12-11 儀器網

導熱係數是一種重要的物理量，不良導體導熱係數的測定，是熱學中比較重要的實驗.本實驗儀採用平板穩態法測量不良導體、金屬、橡膠、空氣等的導熱係數。

近日，由浙江省計量科學研究院申請的《一種基於防護熱板法校準熱流計法導熱儀的方法》獲得國家發明專利授權，為實現熱流計法導熱儀量值整體溯源提供解決方案。該發明免去硬體結構固定的熱流計法導熱儀需要拆機單獨校正熱流計等環節，避免了因拆裝機而間接導致的儀器測量不準確及難以復原等問題。

導熱儀是一種測量樣品(固體、液體或粉末)的導熱係數隨溫度的函數關係的儀器。導熱係數是一種重要的物理量，不良導體導熱係數的測定，是熱學中比較重要的實驗。本實驗儀採用平板穩態法測量不良導體、金屬、橡膠、空氣等的導熱係數。導熱儀用於金屬與合金、鑽石、陶瓷、石墨與碳纖維、填充塑料、高分子材料等的測試。

防護熱板法

是使用防護熱板裝置測定板狀試件穩態熱性質的方法。在穩態條件下，防護熱板裝置的中心計量區域內，在具有平行表面的均勻板狀試件中，建立類似於以兩個平行勻溫平板為界的無限大平板中存在的一維恆定熱流。防護熱板裝置由加熱單元、冷卻單元、試件和防護單元組成，有兩種型式：雙試件(兩試件中夾一個加熱單元)和單試件式。測試準確度較高和試驗溫度高等特點，應用廣泛(包括仲裁檢驗)，缺陷是測試時間偏長，不能檢驗潮溼試件。

熱流計

是測定熱流的儀表。熱流是在單位時間內流經單位面積的熱量，也可把熱流理解為熱能通過單位面積的速率。熱流單位是W/m。為測量某一局部的熱輻射強度、熱對流強度、熱傳導強度或總的傳熱速率，常採用熱流計。今普遍使用的熱阻式熱流計正是利用了熱電堆傳感器技術。熱流計可分為：熱式熱流計、輻射式熱流計、量熱式熱流計、輻射-對流式熱流計、熱容式熱流計、Onera熱流計。

什麼是「熱流計法」

是使用熱流計裝置測定板狀試件穩態熱性質的方法。熱流計裝置由加熱單元，一個(或兩個)熱流傳感器，一塊(或兩塊)試件和冷卻單元組成。當氣板和冷板在恆定溫度的穩態條件下，熱流計裝置在熱流傳感器中心測量部分和試件中心部分建立類似於無限大平壁中存在的單向穩態熱流。假定測量時具有穩定熱流密度q、平均溫度了Tm和溫差T。用標準試件測得的熱流量為Qs、被測試件測得的熱流量為Qu，則標準試件熱阻Rs和被測試件熱阻Ru的比值Ru/Rs=Qs/Qu，即可確定Ru，進而可算出試件熱導率。標準試件的熱性質用熱防護板法測定。適於測定乾燥勻質試件，試件的熱阻應大於0.1m2·K/W。測定準確度可達±3%±5%，主要取決於測量參比材料的準確度，同時要特別注意測試時通過試件和熱流傳感器邊緣的熱損失。

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