防護熱平板法導(dǎo)熱系數(shù)測定儀的主要組成部分

防護熱平板法導(dǎo)熱系數(shù)測定儀是基于穩(wěn)態(tài)熱流法原理測定材料導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)鍵設(shè)備，其核心設(shè)計目標(biāo)是X除邊緣熱損失、建立穩(wěn)定的一維熱流場，從而實現(xiàn)J準(zhǔn)測量。其主要組成部分及功能如下：

一、核心加熱與控溫模塊

1、主熱板（加熱板）：位于試樣高溫側(cè)，是提供穩(wěn)定熱源的核心部件。通常由高導(dǎo)熱材料（如紫銅）制成，內(nèi)部嵌入均勻分布的電加熱器（如電阻絲），通過J確加熱向試樣傳遞熱量。

2、防護熱板（防護環(huán)）：環(huán)繞在主熱板外圍，與主熱板采用相同材料且獨立控溫。其核心作用是通過維持與主熱板相同的溫度，X除主熱板熱量向側(cè)面的散失，確保熱量僅沿軸向（試樣厚度方向）傳遞，實現(xiàn)一維熱流條件。

3、加熱與控溫系統(tǒng)：包括精密溫控儀、功率調(diào)節(jié)器等，通過反饋控制主熱板和防護熱板的溫度，使其在實驗過程中保持穩(wěn)定（溫差通?？刂圃?±0.1℃以內(nèi)）。

二、冷卻與冷側(cè)控溫模塊

1、冷平板（冷卻板）：位于試樣低溫側(cè)，接收通過試樣傳遞的熱量。通常由高導(dǎo)熱材料制成，內(nèi)部設(shè)計有冷卻通道或嵌入制冷元件。

2、冷卻與控溫系統(tǒng)：通過循環(huán)冷卻水、半導(dǎo)體制冷或恒溫浴等方式，維持冷平板溫度穩(wěn)定。冷側(cè)溫度需與熱側(cè)形成穩(wěn)定溫差（根據(jù)材料特性調(diào)整，通常為 10~50℃），并通過溫控儀J確控制。

三、溫度測量系統(tǒng)

用于J確測量熱板、冷板及試樣兩側(cè)的溫度，是計算溫度梯度的關(guān)鍵。主要包括：

1、溫度傳感器：通常采用高精度熱電偶（如 T 型、K 型）或鉑電阻（Pt100），傳感器需緊密貼合熱板、冷板及試樣表面（或嵌入板內(nèi)預(yù)設(shè)孔位），確保測溫準(zhǔn)確性。

2、溫度采集模塊：通過數(shù)據(jù)采集卡或高精度測溫儀，實時采集各傳感器的溫度信號，精度通常需達到 ±0.01℃。

四、熱流 / 功率測量系統(tǒng)

用于測定通過試樣的熱流量。在穩(wěn)態(tài)條件下，主熱板的加熱功率（扣除微小熱損失后）近似等于通過試樣的熱流功率，因此需J確測量加熱功率：功率測量裝置：通過高精度電流表、電壓表實時監(jiān)測主熱板的加熱電流和電壓，計算功率（P=UI）；或直接采用功率計，精度通常需達到 ±0.1%。

五、試樣夾持與壓力調(diào)節(jié)裝置

1、夾持結(jié)構(gòu)：用于固定試樣，確保試樣緊密貼合熱板和冷板，減少接觸熱阻對測量的影響。夾持方式通常為機械壓緊（如螺旋絲桿）或氣動壓緊。

2、壓力調(diào)節(jié)機構(gòu)：可調(diào)節(jié)試樣與熱 / 冷板的接觸壓力（通?？刂圃?0.01~0.1MPa），避免壓力過大導(dǎo)致試樣變形，或壓力過小產(chǎn)生接觸間隙。

六、保溫與環(huán)境控制裝置

1、保溫層：在熱板、防護熱板及冷板外圍包裹保溫材料（如玻璃棉、聚氨酯），減少系統(tǒng)與環(huán)境的熱交換，降低環(huán)境溫度波動的影響。

2、恒溫環(huán)境箱（可選）：部分高精度儀器會將核心測量模塊置于恒溫箱內(nèi)，進一步控制環(huán)境溫度（如 20±1℃），X除室溫波動對測量的干擾。

七、數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)

由計算機、Z用軟件及控制電路組成，功能包括：

1、實時監(jiān)控?zé)岚濉⒗浒?、防護熱板的溫度及加熱功率；

2、自動調(diào)節(jié)加熱 / 冷卻系統(tǒng)，使溫度達到穩(wěn)態(tài)（通常以溫度變化率 < 0.1℃/h 為穩(wěn)態(tài)判據(jù)）；

3、采集穩(wěn)態(tài)時的溫度、功率數(shù)據(jù)，結(jié)合試樣尺寸（厚度、面積）自動計算導(dǎo)熱系數(shù)（公式：

,其中Q為熱流功率，d為試樣厚度，A為面積，ΔT為溫差）；

4、數(shù)據(jù)存儲、曲線顯示及報告生成。

這些組成部分協(xié)同工作，確保在穩(wěn)態(tài)條件下建立一維熱流場，通過J確測量熱流、溫差及試樣尺寸，Z終實現(xiàn)材料導(dǎo)熱系數(shù)的J準(zhǔn)測定，廣泛適用于保溫材料、建筑材料、金屬等固體材料的導(dǎo)熱性能測試。要想了解更多產(chǎn)品組成部分，可隨時聯(lián)系河北天棋星子檢測設(shè)備有限公司工作人員。