金属导热仪

一、概述

 材料的热导率是研究材料物理性能的一个重要参数指标，在航空、原子能、建筑材料、金属、非金属材料等工业部门都要求对有关材料的热导率，进行预测或实际测定。其测试方法分为稳态法和动态测试法，该仪器基于纵向热流法的原理，兼配相关国标要求，并作出了相应的改进，由计算机自动完成测试工作，并对各状态点进行数字化显示。亦以可人工完成测试，满足了材料检测研究部门对材料导热系数的高精度测试要求。仪器参考标准：GB3651-83<<金属高温导热系数测量方法>>。

二、主要技术参数

1.zui高使用温度:室温---600度,室温---1000度.

2．测试范围：0.035-500w/MK

3．试样数量：2个以上，按标准制成￠5*220

4. 试样大小: 金属:棒状￠5*220(mm) 其他如石墨:￠10*200    (mm)， 样品从中间位置起每隔50mm打一￠3mm的小孔，孔深2mm。

5．测试精度：优于5％，zui高可达：2%

6．电源电压：220V

7. 联接计算机实现全自动测试,数据打印输出.

8. 整机消耗共率: ≤4.KW

9. 软件操作环境: Windows xp/sp2,offices 2003

三、仪器安装

1. 仪器分测试装置和控制箱。
2. 连接好控制箱与测试装置的连线。
3. 将电炉推开到zui大位置。装好样品。
4. 将石英套管装好，注意密封接口的装置。
5. 将真空泵的接口接上，开启真空泵，看看密封是否连接好
6. 将电炉推到式样部位，控制箱连接计算机，启动软件界面。
7. 开始试验。

四、实验步骤

（一）试样准备

1、棒状试样图1（a）或图1（b）要求：

（b）   

图1 棒状试样规格尺寸

2、丝状试样直径d为1 3mm。

3、试样工作区段l为20 45mm。

4、试样数量：2个以上。

（二）试样的安装

1、推开加热炉膛，确定试样各位置热电偶，各热电偶所测温度在电控柜上会有对应仪表显示，用手轻捏热电偶测温端，观察仪表读数变化以此确定各热电偶在试样中的位置。（各热电偶所测位置及对应点如下图2所示）

2、将准备好的试样放入试样架，摆放好各热电偶，测量试样温度的热电偶点焊在试样上，使热电偶与试样间有良好的热接触和电接触，以保证温度测量的可靠性。同时要求        小于0.01。

图2 试样及热电偶装填示意图

（三）加热炉升温曲线设置

在温度控制表上，用手按一下面板上的 ，就进入了仪表升温曲线程序编排设置,仪表的PV区显示的是参数名，SV显示的是对应参数的参数值，此时通过按面板上的 （增加）或 （减少）可对当前参数的值进行修改。在修改完一个参数的参数值后，再按面板上的  可以跳到下一个参数，各参数出现顺序及对应参数见表5.1至 5.3所示：

1、导热系数测试时仪表升温曲线程序编排设置如下：

此处以从室温升温至300℃，然后恒温100分钟，开始导热系数测试为例对仪表升温曲线进行程序编排设置如表5.1示：

                       表5.1

              表5.2（采用多段升温)

试验测试温度是可变的，用户只须修改升温程序段中对应的升温时间与恒温温度即可。如表5.3所示：

       表5.3（测试温度为100度)

注：以上程序段升温设置其升温速率为5℃/min，根据实际情况用户可自行设定速率，但是其速率不能超过5℃/min，只能低于。

2、仪表内部详细参数设置（请参阅AI518仪表使用说明书-慎用）

（四）试验测量条件

当试样温度10分钟内变化小于0.5℃时，认为被测系统达到热稳定状态，此时所测数据有效。此处稳态判定由电脑监测控制，达到稳态，系统会给出相应提示，等待用户操作。

（五）方法原理和数据计算

棒状试样通以直流电流时，产生的焦耳热主要沿试样纵向向两端传导，达热稳定状态后，认为试样上是一维纵向热流，对试样和侧向环境间的热交换予以修正，试样的导热系数由下式确定：

式中： ——试样导热系数， ；

     l——试样工作区段平均长度；          ，mm；

      I——通入试样的直流电流，A；

      V——试样工作区段平均电压降，                 分别为      上的电压降,mv；

     d——试样直径，mm；

       ——试样工作区段中点和端点间的温度差，℃；

     ——反映侧向热交换大小的系数；

     N——反映试样和侧向环境温度差的函数，℃；

 、 、N由下列各式确定：

式中： ——试样通电时试样端点、中点、另一端点之温度，℃；

——试样通电时侧向环境端点、中点、另一端点之温度，℃；

——试样不通电时试样端点、中点、另一端点之温度，℃；

——试样不通电时侧向环境端点、中点、另一端点之温度，℃；

——试样不通电时试样中点和端点间的温度差，℃；

——试样不通电时侧向环境中点和端点间的温度差，℃；

——试样通电时侧向环境中点和端点间的温度差，℃；

——试样不通时标志试样和侧向环境温度差的函数，℃；

试样之平均温度由下式确定：

六、软件安装操作说明

（一）程序的安装。

 1、将安装光盘放入光驱中，双击其中的“金属导热系数测试仪.exe”文件。

2、进入导热系数测试系统的安装界面，按提示选择正确的安装路径和目录。

3、如果安装过程中提示有某个文件无法写入，请先双击光盘VB60CH目录中的SETUP.EXE安装好VB后再重新安装金属导热系数测试仪.exe。（安装VB过程中可能会提示无法写入VB1.TEMP或VB2.TEMP，此时可以点“忽略”按钮继续安装。）

（二）应用程序的启动

1、双击桌面上的快捷图标，也可以点开始按钮从程序菜单中选择应用程序图标，双击鼠标左键即可进入导热系数测试系统。

2、在出现的界面中点击“导热系数测试”，进入测试主界面，在本界面中填写相应的参数，点击实验开始，开始测试。

3、运行一段时间后，系统会提示达到测试稳态，要求用户开启加热电源开关，此时用户开启直流电源开源，进入导热系数测试。

注：应用程序启动前，请确认设备准备就绪，即试样装填好，各通讯线缆接触良好，启动按钮已按下，工作指示灯点亮。

六、注意事项

1、如果应用程序启动后，进入系统要等待1至2S，而且对应的温度文本框中并未采集到温度，此时请检查通讯线缆是否已联接，设备是否已加电。

2、应用程序启动后，如果系统提示“端口已打开”，此时请调出任务管理器（在任务栏上单击右键，在出现在菜单中选择“任务管理器”），在进程选项栏中查找，看是否有另一个本程序的进程在执行，如果有，请将其结束。

3、装填试样完毕后，请将炉膛推到位，将试样置于炉膛*，推动炉膛过程中，请缓慢推动，以免过快致使炉膛撞坏试样支架。

4、试样装填时，请勿必正确放置各热电偶位置，避免温度采集错误造成试验结果产生误差。

5、控制箱与计算机连接通过双胶线连接转换头，再到计算机com1口。

七、仪器的成套配置

       1：测试主机             一台  

       2：管式电炉             一台（含推板装置）

 3：控制箱        一套（含控温装置可测温装置）

       4：接口             一只

       5：测试软件（光盘）     一份

       6：计算机及打印机       一套

       7：产品说明书           一份

       8：控制仪表说明书        一份