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導熱系數測試儀(熱線法）  型號：HDRX3A

一、概述

HDRX3導熱系數測試儀采用瞬態熱線法，含交叉線法和平行線法，主要測量固態和粉狀材料在不同溫度下導熱系數、導溫系數（熱擴散系數）和比熱容。具有高精度、高分辨率、高復現性等特點。由計算機控制進行自動測量。廣泛適用于研究院校、質檢、廠礦等部門對材料的導熱系數測量。

本儀器是在我廠原HDRX2基礎上重新進行開發設計，提高了測量精度和重現性，結構更加合理，使用更方便。型號分類：HDRX3A主要采用交叉熱線法（也可用平行線法測量5w/mk以下的材料）；HDRX3B采用平行線法，測量小于25w/mk的材料。

儀器參考標準：GB/5990-86《定形隔熱耐火制品導熱系數試驗方法(熱線法)》；GB/T17106-1997《耐火材料導熱系數實驗方法（平行線法）》；GB 11205-89《橡膠熱導率的測定（瞬態熱絲法）》; GB/T10297-1998《非金屬固體材料導熱系數的測定(熱線法)》等。

二、 主要技術指標

1、測量范圍： HDRX3A(交叉線法)   0.015~2.0 W/(m·K)

              HDRX3A(平行線法)   0.015~5.0 W/(m·K)

              HDRX3B(平行線法)   0.015~25.0 W/(m·K)

2、溫度范圍： -40～120 ℃（需配高低溫恒溫箱）配銅-康銅熱線

              室溫～1000 ℃（需配電阻絲電阻爐）配鎳鉻-鎳硅或鉑-鉑銠熱線

              室溫～1300 ℃（需配硅碳棒電阻爐）配鉑-鉑銠熱線

              室溫～1600 ℃（需配硅鉬棒電阻爐）配鉑-鉑銠熱線

3、測量精度： <±5.0 %

4、試樣尺寸： 230mm×114mm×64mm,2塊；（或根據用戶要求）

5、溫度分辯： 0.001℃

6、熱線電源：DRX-3A電流分辯0.01mA，電壓分辯0.1mV

             DRX-3B電流分辯0.1mA，電壓分辯0.1mV

7、設備電源： 電壓220V；頻率50Hz；功率500W（配用電爐溫度控制器電源的要求參看電爐溫度控器說明書）

三、瞬態熱線法測量原理

瞬態熱線法的理論基礎是無限大介質中的徑向一維非穩態導熱。設有一根半徑為ro的無限長金屬線源豎直地插入液體中，線源的熱導率無限大，熱容量近似為零，液體和線源在初始時刻處于熱平衡，設平衡溫度為To，當突然給線源加恒定的熱流q時，熱量完全從線源傳遞給被測材料。

Carslaw和Jaeger基于材料對一無限小、長熱線源恒定熱流的溫度響應給出了熱線法計算材料導熱系數數學解：

                            （1）

式中θ為探頭溫升，T為t時刻探頭溫度，T0為探頭初始溫度，q為加熱功率，λ為樣品導熱系數，α為樣品熱擴散系數，r為測試徑向位置，Ei為指數積分函數，其表達式為：

                                   （2）

其中μ=r2/4αt，當r2/4αt << 1時，可用其前兩項表示，從而得到：

                          （3）

其中歐拉常數C=0.57726。對上式兩端取微分可得到樣品導熱系數：

                           （4）

以上推導忽略了探頭的尺寸和熱容等影響因素，實際測量中，由于探頭具有一定體積和熱容，因此在探頭開始加熱時，樣品溫升會有個時間滯后，在對數時間—溫升曲線圖上表現為一非線性段，這個時間取決于探針尺寸和結構，之后進入線性段，最后曲線將趨于平穩。本儀器采用用篩選數據法取線性段上的數據進行線性擬合，從而得到導熱系數值。當材料的導熱系數已計算出，也就能計算出熱擴散系數。

比熱容通過如下公式計算：

          C=λ/(a*p)

a：熱擴散率，單位m2／s

λ：導熱系數，單位W／(m·K)

p：密度，單位g／m3

C：比熱容，單位KJ／(kg·K)