熱流法導熱儀 HFM 446 Lambda說明介紹

節(jié)約與*效利用能源

歷史上從來沒有哪一時代象今天這樣，節(jié)約與*效利用能源的主題在經(jīng)濟與政治領(lǐng)域吸引了如此之多的關(guān)注。世界各國的工業(yè)與學術(shù)領(lǐng)域，都在討論與節(jié)能、替代能源相關(guān)的話題。

在絕熱材料領(lǐng)域，在與住宅、商業(yè)建筑的有效隔熱相關(guān)的領(lǐng)域，存在著巨大的研發(fā)與市場潛力。人們期望絕熱材料能夠以高而穩(wěn)定的質(zhì)量水準進行制造，在嚴格控制其特性的情況下投入市場。為了確保這一點，國際上已經(jīng)發(fā)布了眾多的相關(guān)標準與規(guī)范。

材料參數(shù)：導熱系數(shù)

對于絕熱材料的性能考核，導熱系數(shù)（λ值）是其中*重要的一項。導熱系數(shù)指的是對于 1 米厚、1 m² 面積的材料，在 1 K 的溫差下，每秒流經(jīng)材料層的熱量。熱阻（R值）則定義為材料的厚度除以導熱系數(shù)。熱量流經(jīng)的材料層越厚，材料層所表現(xiàn)的對于熱傳遞的阻抗越大。熱阻的倒數(shù)是傳熱系數(shù)（U 值），是結(jié)構(gòu)性材料的常見表征參數(shù)。

德國耐馳公司全新推出的熱流法導熱儀 HFM 446 Lambda，為導熱系數(shù)的測量建立了新的標準化方法，可應用于研究開發(fā)與質(zhì)量控制領(lǐng)域。其適用的行業(yè)與材料，包括膨脹聚苯乙烯（EPS），擠出聚苯乙烯（XPS），PU 堅硬泡沫，礦物棉，膨脹珍珠巖，泡沫玻璃，軟木塞，羊毛，天然纖維材料，包含相變材料、氣凝膠、混凝土、石膏或聚合物的建筑材料，等等。

測試時將待測材料置于兩塊平板之間，平板間維持一定的溫度梯度。通過平板上兩個高精度的熱流傳感器，測量進入與穿出材料的熱流。在系統(tǒng)達到平衡狀態(tài)的情況下，熱流功率為常數(shù)，在樣品的測量面積與厚度已知的情況下，使用傅立葉傳熱方程可以計算導熱系數(shù)。

HFM 446 Lambda 包括如下子型號： Small 版：樣品規(guī)格 200*200*50 mm Medium 版：樣品規(guī)格 300*300*100 mm Large 版：樣品規(guī)格 600*600*200 mm

HFM 446 Lambda Small - 軟件特性

• 智能模式：包括自動校正、自動創(chuàng)建報告、數(shù)據(jù)導出、向?qū)А⒂脩舴椒?、預定義的儀器參數(shù)、用戶定義的參數(shù)、比熱測量等功能。
• 校正與測量文件的保存與恢復
• 顯示板溫/平均溫度與導熱系數(shù)值相關(guān)圖譜
• 熱流傳感器信號監(jiān)控

HFM 應用實例

膨脹聚苯乙烯

膨脹聚苯乙烯是在絕熱建筑材料領(lǐng)域使用得*多的材料之一。例中顯示了對一種商業(yè)化的膨脹聚苯乙烯材料（EPS 040）的質(zhì)量檢測結(jié)果。在 24°C 、以及按照 DIN EN 13163 標準在 10°C 下測量了同一批號中的十個樣品?？梢郧逦乜吹讲煌瑯悠分g的測量偏差小于 1%。根據(jù) DIN 13163 計算得到的導熱系數(shù) λ 90/90 為 0.03808 W/(m*K)。

納米多孔氣凝膠

為了驗證熱流法與其他標準導熱測試方法（如作為jue對法的保護熱板法 GHP）的測量結(jié)果的可比性，進行了一系列的測試，圖中顯示了對其中一種納米多孔氣凝膠板使用兩臺熱流法導熱儀（HFM）與一臺保護熱板法導熱儀（GHP）的測量結(jié)果比較。由不同儀器獲得的數(shù)據(jù)在各對應溫度內(nèi)偏差均小于 2.5%。這清楚地證明了 HFM 系列儀器的優(yōu)異性能。

絕熱玻璃纖維 -- 不同載荷下的測試

因為 Netzsch HFM 具有可變載荷的功能，特別適合于測量可壓縮材料（導熱性能和密度有關(guān)），這里介紹的案例展示了絕熱玻璃纖維的熱傳導測量結(jié)果。當載荷（載荷表示為表面壓力）增加時，試樣逐步被壓縮，由于熱輻射的減少而導致綜合的熱導率下降，隨著壓力進一步*大，由于試樣自身的熱傳導增加而使熱導率又有所上升。

混凝土 -- 高導熱材料測試

Netzsch HFM 測試較高導熱系數(shù)材料的關(guān)鍵是配備擴展配件（Instrumentation kit）。下圖對三種類型的混凝土樣品進行測試，得到的熱導率結(jié)果與保護熱板法（GHP）測得的熱導率結(jié)果十分吻合。

礦物纖維絕緣材料—導熱系數(shù)

礦棉是一種用途廣泛的材料，主要用于住宅建筑的保溫。本例使用保護熱板法（GHP 456 Titan）和熱流法（HFM 436 series），對礦物纖維在 10℃ 到30℃ 之間進行循環(huán)測試，研究其導熱性能。和其他大多數(shù)保溫材料類似，礦物纖維在室溫附近的導熱系數(shù)隨著溫度的升高呈線性增加。用不同的測試儀器得到的結(jié)果有很好的一致性。通過循環(huán)測試進一步證明，保護熱板法的測試精度可以達到 2 %。

HFM 446 Lambda - 儀器特點

• 導熱系數(shù)測量：
  - 針對絕熱材料，聚合物，相變材料，氣凝膠，非編織材料，等等...
• 基于以下標準：
  - ASTM C518
  - ASTM C1784
  - ISO 8301
  - DIN EN 12664
  - DIN EN 12667
  - JIS A1412
• 支持以下兩種測量方式：
  - 連接到計算機，使用全新的功能強大的 SmartMode 軟件進行測量與數(shù)據(jù)分析。
  - 直接使用帶有集成的打印機的單獨的儀器。
• 數(shù)據(jù)的可跟蹤、可溯源性：
  - 經(jīng)出廠標定、帶有證書的參比材料（IRMM 440 與 NIST SRM 1450D）
• *佳測試條件：
  - 密閉的測試腔，減少了環(huán)境的影響，減少了水氣凝聚的可能。
• ge命性的樣品厚度與平行度測量：
  - 使用雙軸傾角儀。
• 高的測樣效率：
  - 借助于馬達驅(qū)動的平板與爐門的移動，可以減少對板溫的干擾，實現(xiàn)快速的樣品更換。
• 覆蓋從較低到較高的導熱系數(shù)范圍：
  - 使用外部熱電偶，將儀器的導熱系數(shù)測量拓展至更寬的范圍。
• 在實際環(huán)境下進行測量：
  - 可變的外部負載，用于測量可壓縮材料。
• 節(jié)省時間：
  - 僅需鼠標點擊即可生成完整的 QA 文檔，包括 Lambda 90/90 計算。
• 任何場合，任何人都可使用：
  - 支持多操作系統(tǒng)與多語言界面。
• 測量比熱容（Cp）：
  - 基于 ASTM C1784

HFM 446 Lambda Small - 技術(shù)參數(shù)

• 測量標準：ASTM C518, ASTM C1784, ISO 8301, JIS A1412, DIN EN 12667, EN 12664
• 主機：集成打印機，可du立使用
• 樣品室為氣密性設計，可通入吹掃氣
• 熱板：馬達驅(qū)動升降
• 導熱系數(shù)測量：
  - 范圍：*大 2.0 W/(m*K)。（對于硬質(zhì)、導熱系數(shù)高于 1.0 W/m*K 的樣品，需配備高導熱測量附件）
  - 精度: ± 1% ... 2%
  - 重復性: 0.5%
  - 再現(xiàn)性: ± 0.5%
  → 以上性能參數(shù)使用 NIST SRM 1450 D (厚度 2.5 cm) 進行驗證。
• 平板溫度范圍：-20 ... + 90 °C（Medium 版可選 -30 ... + 90 °C）
• Small 版
  - 樣品*大尺寸：203 x 203 mm
  - 樣品*大厚度：51 mm
  - 檢測面積：102 x 102 mm
• Medium 版
  - 樣品*大尺寸：305 x 305 mm
  - 樣品*大厚度：105 mm
  - 檢測面積：102 x 102 mm
• Large 版
  - 樣品*大尺寸：611 x 611 mm
  - 樣品*大厚度：200 mm
  - 檢測面積：254 x 254 mm
• leng卻系統(tǒng)：外部，溫度點恒定（板溫范圍內(nèi)）
• 板溫控制：Peltier 系統(tǒng)
• 板開啟：由操作者控制?？焖贅悠犯鼡Q，快速返回到測試點
• 板熱電偶：上下板各有三個 K 型熱電偶（高導熱附件另有兩個額外的熱電偶）
• 熱電偶分辨率：± 0.01°C
• 測試點數(shù)量：zui大 10 個
• 可變負載/接觸力：
  - Small 版: 0 ... 854 N（21 kPa 壓強作用于 203×203 mm2 表面)
  - Medium 版: 0 ... 1930 N（21 kPa 壓強作用于 305×305 mm2 表面）
  - Large 版: 約 1900 N (5 kPA 壓強作用于 611 x 611 mm2 表面)
  → 可以實現(xiàn)精que的負載控制，并可調(diào)控可壓縮材料的密度；基于負載傳感器信號，由軟件計算接觸壓力。
• 厚度測量:
  - 使用傾角儀進行四角的厚度測定
  - 可以順應非平行的樣品表面

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