導熱係數儀是一種基於傅立葉導熱定律而進行材料導熱係數測量的儀器,在導熱過程中,單位時間內通過給定截麵的熱量,與該截麵的麵積和垂直於該截麵方向的溫度梯度成正比,在一維穩態導熱時,其數學表達為:
(1) 經過積分換算,公式(1)可以推導出
(2)其中, ——為被測材料的導熱係數, ;
Q——為通過被測材料試樣的傳熱量,W;
h——為被測材料試樣的厚度,m;
A——為計量板的麵積,㎡;
——為被測材料試樣高溫傳熱麵的平均溫度,℃;
——為被測材料試樣低溫傳熱麵的平均溫度,℃
這個公式成立有3個前提條件:(1)傳熱是一維傳熱,側麵沒有熱傳遞或熱損失;(2)被測材料具有各向同性或垂直導熱截麵上有相同的熱物性;(3)溫差是被測材料兩個傳熱麵上溫度的差值。但是,在實際中測量由於儀器設備和測量手段的約束,往往無法理想的滿足這三個條件,隻能使之產生的影響zui小化。例如使被測材料材質盡量均勻,在側麵增加絕熱板,減小側麵熱損失,在盡量靠近熱板表麵處埋設溫度傳感器,減小接觸熱阻等。
所以,實際應用中的導熱係數儀通常由計量加熱單元、冷板單元、防護單元、控製係統、測量係統、壓緊係統和製冷機構組成。
導熱係數儀的主要特點:
1.基於瞬態法測量原理
2.高準確度,高重複性
3.適用範圍廣,可測量各種固體材料
4.測量時間短,測試速度快
5.自動化測試軟件
6.對試樣形狀無特殊要求
7.高速USB接口連接