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金属导热仪

时间:2016-02-15      阅读:813

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

参数名

参数值

C 01

室    温

T 01

60     

C 02

300   ℃

T 02

100    

C 03

300  

T 03

-121    

 

 

              表5.2(采用多段升温)

参数名

参数值

C 01

室    温

T 01

40     

C 02

200   ℃

T 02

10     

C 03

300    

T 03

100    

C 04

300     

T 04

-121    

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)

参数名

参数值

C 01

室    温

T 01

20     

C 02

100   ℃

T 02

100     

C 03

100      

T 03

-121    

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 

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