THASYS测量热导的薄片加热仪系统

THA01性能指标:
测试方法 ASTM C 1114-98
灵敏度标样可追溯源(ΔT) NSI MC96.1-1982
温度范围 -30 to +120 °C
精度(λ) (样本数)所有 @ 20 °C
@ H/λ> 15 10-3 m2K/W +/- 3% (2 samples)
@ H/λ> 5 10-3 m2K/W +/- 6% (2 samples)
@ H/λ> 5 10-3 m2K/W +/- 3% (4 samples)
@ H/λ> 2.5 10-3 m2K/W +/- 3% (6 samples)
@ H/λ> 2.5 10-3 m2K/W +/- 3% (6 samples)
@ H/λ> 0.5 10-3 m2K/W +/- 14 % (6 samples)
重复性 (λ) +/- 1% @ 20 °C
总的测量时间 3000 s (典型值)
样本厚度 H = 0.1 - 6 mm (参见叠层的精度)
样本大小 推荐:70 x 110 mm, 最小 > 50 x 50 mm
校准可追溯性 NPL 英国国家物理实验室
压力箱 (选件) 200 N 或 max 80.0 kN/m2
MCU 性能指标:
温差读数 0.5 μV @ 0 - 30 °C
Pt100 读数 +/- 0.2 °C @ 20 °C
输入/输出电压 220-110 VAC / 15 VDC
其它功能 中继功能, 加热功率测量, 数据的临时储存
通讯 RS232
 
 




图 2 使用THASYS对几种充满塑料的样本进行的分析。曲线代表了加热时的输出信号。可以看出,输出信号的大小是和热导大小相反的。即热导越小,输出越大,反之亦然。

THASYS可以对塑料,复合材料,电绝缘/界面材料的总热阻进行测量。THASYS符合ASTM1114-98标准,可以进行精确、快速、简单的绝对值测量。 系统包括一个薄片加热仪(THA01),和一个测量控制单元(MCU)。系统使用了一个特别设计的高精度热电堆传感器。THA01可以处理薄片样本(一般为0.1到6mm;在个别情况下可以最薄到0.01mm)。根据ASTM D5470测量方法优先于测量程序。通过使用“气候腔”,可以测量的温度范围大,温度的步距为常规步距。THASYS完全由电脑控制。如果需要测量热导很高的薄的金属片,可以使用另一个型号THISYS

下载有关的产品说明手册

简介

ASTM C 1114-98 " 标准测试方法中" 有关 "薄加热仪" (THA) 的标准是一个相对较新的标准(1998),这个标准使得我们有可能进行快速、高精度、以及温度范围相对较大的测量。
THA原理依赖于这样一个事实,那就是薄加热器的横向的热流可以忽略不计。通过组合一个很薄的加热器,两个厚度接近的薄片样本,以及两片散热片,就可能产生一个均匀的热场,而通过样本的热通量是知道的。

通过测量测量热通量φ (由加热产生), 样本两边的温差∆Tamp,以及样本的有效厚度Heff,计算热导系数λ就变得相对简单直观:

λ = φ Heff / ΔTamp

φ, Heff 和 ∆Tamp 的测量就是对功率,几何尺寸,以及温度的直接测量。和其他测量方法如" 被监测的热板(Guarded Hot Plate)"相比较,其他方法需要一些参照材料或校准好的热通量传感器, 而THA却可以提供绝对值测量。

THA01 的设计

技术的创新在于薄的热电偶热电堆(属于Hukseflux的设计产权),可以进行精确、超级灵敏的温度差∆T的测量,以及测量在一个充满甘油的槽中进行。 后者可以减小接触热阻,使得THA的设想可以实现。

图 1 THASYS 包括薄片加热仪THA01 (1),测量控制单元 (MCU)(2).系统由电脑通过RS232 (4,5)来控制,电脑不包括在系统内。测量结果会自动显示在电脑屏幕上。 THA01腔体内有两片浸入在甘油中的散热片。顶上有一个插槽,可以插入两片厚度相同的样本。他们被放置在加热器的两边。加热器还包含热电堆的一个热的接点。通过旁边的螺丝将样本、加热器、以及散热片压在一起,制作成一个完美的对称的设置,而甘油则可以消除接触热阻的问题。

像ASTM D 5470 – 01的常用方法已经告诉我们,测量对接触热阻非常敏感,THASYS的设计解决了这一难题。

THA01可以测量厚度为0.1mm到6mm的样本的热导。一般样本为薄片形状,大小为70mm x 110mm。

测量精度取决于样本的总的热阻。当测量很薄的样本时(比如0.01mm),可以通过叠加几个样本来提高测量精度,比如使用四片样本,而不是通常使用的两片样本。

测量原则上在THA01的温度上进行,如果有必要,也可以将整个THA01放入一个密闭的箱子--“气候箱”中,一边将温度根据需要的范围进行调节,一边进行测量。热电堆的冷极被连接到一片散热片上,而热极被连到了薄片加热器中。样本被插入散热片和加热器之间。通过浸泡在甘油中的设计,接触热阻产生的误差被减到最小。简单一点来讲,整个测量通过一个加热过程和测量过程建立起一个温度差∆T。

MCU01 的设计

MCU的功能是执行测量和控制功能,同时用于数据储存。是由电脑控制。基于Windows操作系统的应用软件会随THASYS一起发给客户。实验时,用户需要输入时间,样本厚度,以及加热区域等参数,然后就可以通过屏幕开始实验。

校准

仪器的稳定性验证可以通过重复测量随仪器一起发运的样本Pyrex 7740来进行(一般一年一次就可以),校准结果可以追溯到NPL。THASYS适合于ISO认证的实验室。

建议使用领域

  • 塑料和复合材料热性能分析
  • 电子界面材料分析

更多信息

请阅读手册了解THA01的详细性能和参数。用户可以通过电子邮件免费索取手册。ASTM C1114-98标准的PDF文件也可以通过ASTM获得。THASYS有一个压力盒选件。对高热导样本,建议使用我们的THISYS系统。

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