非稳定状态探头——热导率测量TP02土壤热导率探头

　　TP02土壤热导率探头在针式热导率传感器的设计上，Hukseflux是目前市场上的*。这些针式传感器中有一些比较大的型号用于现场测试，也有一些小的型号用于小样本热导率测量，可以用一些比较短但是很牢固的放射性材料测量海边土壤的热导率。

　　TP02可以快速准确的测量出介质的热导率(或热阻)，可以以*高的精度来插入。该探头依从ASTM D 5334-00，D 5930-97和IEEE 442-1981标准，标准的TP02探头在土壤、热回填材料，沉淀物、食品、粉末、 污泥、油漆、胶水以及其它各种材料中已经被证明具有非常好的稳定性。非稳定状态探头(NSSP)测量方法 (*的瞬时线性源，热针，热脉冲和专线技术)有一些基本的有利条件，这些条件可以使得采样快速、-概。　　　Hukseflux特定于NSSP设计，特殊的型号已经开发用于现场实验。为了*性的安装在土壤里面，设计了一个专注的型号——TP01。TP02的设计和测试都是和瓦格宁根大学的应用物理小组一起合作完成。

　　通常情况下，TP02连接在Campbell Scientific公司的CR1000数据采集器上。

　　ASTM的表尊和IEEE的标准描述证明了测量材料热导率的方法。ASTM D 5334-00和D 5930-97，以及IEEE Std 442-1981 " 标准测试方法"特殊用于非稳定状态探头NSSP，并且已经在各种领域得到应用。一个NSSP由加热导线，上乘线源，一个温度传感器组成，温度传感器用于测量这个源的温度。NSSP的原理是独立依赖与一个线源：短时温度上升期间，∆T，仅依赖于加热器功率，Q，以及介质热导率λ:  

∆T = (Q / 4 π λ) (ln t + B)

　　∆T单位是K，Q单位是W/m，λ单位是W/mK，t 是时间，单位是s和B是一个常数，在测量加热期间，加热温度的时间可以计算出来(对于TP02，典型为2分钟)，λ也可以被计算出来。没有限定采样尺寸，在针的周围，*大20ｍｍ半径可以被覆盖范围。

　　为了测量Q，t和 ∆T，可以分别直接测量功率，时间和温度。完成这些测量不需要参考材料，因此TP02的测量是-概的。

　　TP02作为一个单独的探头，可以和用户的其它测量和控制系统一起工作，可以和Campbell Scientific的CR1000数据采集器一起工作。

Hukseflux的TP02设计可以用于非常宽的应用范围，设计考虑了一下因素：

● *佳精度：TP02包含2个热电偶，外形为针式，输出为电压信号，U，和∆T成比例。一个尖不能被加热，只是作为一个参比。

　　开始测量之前，这个电压总是很小，独立于介质温度。设计在针中仅一个传感器，信号Ｕ降出现在*大信号上。

　　两个热电偶设计有着非常上等别的精度，尤其是在测量高温和低温时。

　　此外，针中的参比结和加热结，介质温度变化的灵敏度已经被*小化。