鋁基板導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀說(shuō)明書(shū)

DRLⅢ-導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀（熱流法）使用說(shuō)明書(shū)一、概括本儀器主要測(cè)試薄的熱導(dǎo)體、固體電絕緣資料、導(dǎo)熱樹(shù)脂、氧化鈹瓷、氧化鋁瓷等渺小資料的熱阻以及固體界面處的接觸熱阻和資料的導(dǎo)熱系數(shù)。檢測(cè)資料為固態(tài)片狀，加圍框可檢測(cè)粉狀態(tài)資料及膏狀資料。儀器參照標(biāo)準(zhǔn)：MIL-I-49456A（絕緣片材、導(dǎo)熱樹(shù)脂、熱導(dǎo)玻纖加強(qiáng)）；GB5598-85（氧化鈹瓷導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定方法）；D5470-2006（薄的熱導(dǎo)性固體電絕緣資料傳熱性能的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)）等。儀器特色：自動(dòng)加壓，自動(dòng)測(cè)厚，實(shí)驗(yàn)全自動(dòng)控制。6點(diǎn)溫度梯度檢測(cè)，提升測(cè)試精度?？蓹z測(cè)不一樣壓力下熱阻曲線，采納優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，丈量資料導(dǎo)熱系數(shù)和熱阻以及界面處接觸熱阻等。寬泛應(yīng)用在大中院校，科研單位，質(zhì)檢部門(mén)和生產(chǎn)廠的資料剖析檢測(cè)。二、主要參數(shù)1．試樣大小：Φ30mm2．試樣厚度：0.02-20mm3．熱極控溫范圍：室溫-99.99℃4．冷極控溫范圍：0-99.0℃5．導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試范圍：0.05～45W/m*k6．熱阻測(cè)試范圍：0.05～0.000005m2*K/W7．壓力丈量范圍：0～1000N8．位移丈量范圍：0～30.00mm9．測(cè)試精度：優(yōu)于3％10．實(shí)驗(yàn)方式：a、試樣不一樣壓力下熱阻測(cè)試。b、資料導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試。c、接觸熱阻測(cè)試。11．計(jì)算機(jī)全自動(dòng)測(cè)試，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)打印輸出。三、丈量裝置簡(jiǎn)介儀器主要由熱流測(cè)試頭、試樣厚度丈量系統(tǒng)、壓力丈量系統(tǒng)、電動(dòng)加壓系統(tǒng)、數(shù)據(jù)測(cè)控系統(tǒng)、冷卻恒溫水槽、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。熱流測(cè)試頭由加熱器、連結(jié)樣品的上下熱極、冷卻器、丈量熱電偶、保溫套構(gòu)成。加熱器采納黃銅資料加工而成，內(nèi)裝內(nèi)熱式加熱器，由高精度數(shù)顯溫控表控溫，供給穩(wěn)固的熱極溫度。上下熱極由純銅制成，表面安裝有熱電偶，熱極的作用是傳達(dá)熱量和丈量熱量。冷卻器也是黃銅資料加工而成，內(nèi)有水槽，經(jīng)過(guò)管導(dǎo)與外恒溫水槽相連，利用外恒溫水槽與冷卻器的水循環(huán)，在冷卻器中形成第二恒溫場(chǎng)，供給下熱極冷端穩(wěn)固溫度。丈量熱電偶由6支構(gòu)成，分別丈量上下熱極表面的6個(gè)溫度點(diǎn)，利用溫度梯度計(jì)算熱流量。試樣測(cè)厚裝置由位移傳感器和數(shù)字顯示儀表構(gòu)成，可及時(shí)檢測(cè)試樣厚度。壓力丈量系統(tǒng)由壓力傳感器和數(shù)字顯示儀表構(gòu)成，可及時(shí)檢測(cè)試樣壓力。電動(dòng)加壓系統(tǒng)由電機(jī)、直線減速機(jī)、電子調(diào)速器和控制電路構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加壓和卸載。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)達(dá)成數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)辦理、儀器控制，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測(cè)試。四、儀器安裝1、連結(jié)好恒溫水槽與測(cè)試主機(jī)的水管，并用管卡卡緊，在恒溫水槽中加滿水。2、連結(jié)好電腦連線，儀器與電腦通訊線，全部電源連線。3、在計(jì)算機(jī)中安裝MicrosoftofficeExcel和MicrosoftofficeAccess，再安裝DRL導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試軟件，如需打印報(bào)表還要安裝打印機(jī)。4、調(diào)理儀器的地腳螺絲，使上下測(cè)試桿同軸。五、數(shù)據(jù)辦理1、樣品的直徑和高度2、熱極的直徑3、熱電偶T1和T2以及T3和T4之間距離4、上熱極均勻溫度依據(jù)熱偶T1和T2測(cè)定的溫度值t1和t2計(jì)算：t1+t2————25、樣品的均勻溫度是經(jīng)過(guò)丈量T2和T3熱電偶的溫度值t2和t3計(jì)算：t2+t3————26、按下式計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)：Acuλcu(t1-t2)Lss=——·——————————————————AsL1(t2–t3)–L2［(t1–t2)+(t3–t4)］式中：λs——測(cè)定樣品的導(dǎo)熱系數(shù)W/m·k；λcu——銅熱極均勻溫度的導(dǎo)熱系數(shù)W/m·k；2Acu——垂直于熱流方向的熱極截面積m；2As——垂直于熱流方向的樣品截面積m；t1和t2——熱電偶1和2的溫度K；t3和t4——熱電偶3和4的溫度K；Ls——樣品的長(zhǎng)度m；L1——熱電偶1和2之間的距離m；L2——熱偶2和上熱端面之間的距離m；導(dǎo)熱系數(shù)用3位有效數(shù)字表示。7、熱流的計(jì)算應(yīng)使用熱流計(jì)，計(jì)算流過(guò)熱流計(jì)的熱流公式以下：(λR·A)Q=————·[T1-T2]dQ——熱流，單位W；λR——熱量計(jì)資料的導(dǎo)熱；2A——熱量計(jì)的面積M；T5-T6——熱量計(jì)兩個(gè)熱電偶的溫差；d——熱量計(jì)兩溫差電偶的距離；8、與試樣相接觸的高丈量塊的溫度計(jì)算公式：dBTA=T2-———·(T1-T2)dATA——與試樣相接觸的高丈量塊的溫度，KT1——高丈量塊的較高溫度,KT2——高丈量塊的較低溫度,KdA——高溫傳感器間距,mdB——低位傳感器到高丈量塊低表面的距離,m9、與試樣相接觸的低丈量塊的溫度計(jì)算公式dDTD=T3+———·(T3-T4)dCTD——與試樣接觸的低丈量塊的溫度,kT3——低位丈量塊的高溫,kT4——低位丈量塊的低溫,kdC——溫度傳感器之間的距離,mdD——高溫傳感器到低丈量塊的高表面之間的距離,m10、熱阻的計(jì)算AR=(TA-TD)·——QR——熱阻,km2/wTA——試樣熱面溫度，kTD——試樣冷面溫度，k2A——試樣截面積，mQ——熱流，w11、以上描繪了本儀器數(shù)據(jù)辦理的基來(lái)源理，這都是在理想狀態(tài)下，但在實(shí)際數(shù)據(jù)辦理過(guò)程中，我們要考慮對(duì)測(cè)試精度產(chǎn)生影響的一些重要要素，比如：a、熱流計(jì)表面的散熱，熱流計(jì)資料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化等對(duì)熱流丈量的影響。這些影響用4點(diǎn)測(cè)溫很難解決，我們采納6點(diǎn)測(cè)溫，運(yùn)用一些數(shù)據(jù)辦理方法能很好的解決這些測(cè)試偏差。b、在導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試中，我們一定考慮接觸熱阻對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。此測(cè)試方法中試樣壓在兩熱流計(jì)之間，試樣與上下熱流計(jì)有兩個(gè)接觸面，就有接觸熱阻，這類接觸熱阻不除去，丈量導(dǎo)熱系數(shù)越高的資料時(shí)，識(shí)差越大。除去接觸熱阻的方法好多，但成效各不同樣，我們采納一種數(shù)據(jù)辦理方法，能很好除去接觸熱阻對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。六、測(cè)試步驟（一）實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備1、在保溫桶中加入3/4的冰和1/4的水，構(gòu)成冰水混和物，而后把熱電偶的冷端插入冰水混和物中。2、翻開(kāi)恒溫水槽電源開(kāi)關(guān)，設(shè)置好所需溫度，一般設(shè)置室溫，其余溫度也能夠。翻開(kāi)循環(huán)開(kāi)關(guān)，成立儀器測(cè)試?yán)涠说诙銣貓?chǎng)，再翻開(kāi)制冷開(kāi)關(guān)，水槽進(jìn)入恒溫狀態(tài)。3、翻開(kāi)儀器主機(jī)電源開(kāi)關(guān)。4、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。5、運(yùn)轉(zhuǎn)DRL導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試系統(tǒng)程序，如彈出通訊端口設(shè)置窗體，說(shuō)明儀器使用的通訊端口與軟件設(shè)置不一致，請(qǐng)從下拉框中選擇與儀器對(duì)應(yīng)的端口號(hào)，而后接“確認(rèn)”鍵，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)選擇窗體。6、點(diǎn)擊所需實(shí)驗(yàn)方式，進(jìn)入相應(yīng)實(shí)驗(yàn)界面。（二）熱阻測(cè)試1、制樣：樣品直徑一般等于30mm，高小于10mm。軟試樣測(cè)試時(shí)，可在試樣外加圍框，以下圖，防備加壓后試樣變形不可以代表試樣實(shí)質(zhì)使用狀況。導(dǎo)熱硅脂接觸熱阻也可測(cè)試。2、裝樣：主機(jī)上手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)拔向手動(dòng)地點(diǎn)，按“卸載”按扭，讓下測(cè)試桿降落究竟（可調(diào)大電機(jī)速度），在樣品的兩加圍框測(cè)試簡(jiǎn)圖個(gè)面端面涂覆導(dǎo)熱硅脂（如熱接觸好的試樣不需要涂），將樣品擱置在下熱極上，而后按“加載”按扭，使下測(cè)試桿上漲，離接觸上測(cè)試桿1mm地點(diǎn)按“停止”鍵停止上漲，把手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)拔到自動(dòng)，調(diào)小電機(jī)上漲速度。3、熱極溫控設(shè)置溫度中輸入熱極溫度值，一般高于恒溫水槽30-40℃，按“確認(rèn)設(shè)置”鍵，察看程控溫度能否與實(shí)測(cè)溫度同樣，如不同樣按“改正設(shè)置”后再按“確認(rèn)設(shè)置”鍵。按“加熱啟動(dòng)”鍵，察看熱極溫控表下顯示框跳動(dòng)的“stop”能否消逝，如沒(méi)有按“加熱停止”后再按“加熱啟動(dòng)”鍵。4、輸入試樣傳熱截面積，按“確認(rèn)”鍵。5、設(shè)置開(kāi)始?jí)毫Α⒔Y(jié)束壓力和測(cè)試點(diǎn)數(shù)，按“確認(rèn)”鍵。開(kāi)始?jí)毫κ亲詣?dòng)加壓測(cè)試的第一壓力點(diǎn)，結(jié)束壓力是最后測(cè)試的壓力，測(cè)試點(diǎn)數(shù)是從開(kāi)始?jí)毫Φ浇Y(jié)束壓力測(cè)試幾個(gè)壓力點(diǎn)。6、按“自動(dòng)測(cè)試”鍵，儀器進(jìn)入加壓-測(cè)試-加壓-測(cè)試自動(dòng)狀態(tài)，直至實(shí)驗(yàn)達(dá)成。7、按“生成報(bào)告”鍵，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)傳到EXCEL，可改正，編揖，另存。其操作與EXCEL同樣。8、重復(fù)2-4-5-6-7步驟，測(cè)試其余試樣。（三）導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試1、制樣：樣品直徑一般等于30mm，高小于10mm。假如是很薄的試樣，采納多層疊加的方法。粉狀或膠狀試樣用以下圖圍框測(cè)試，圍框資料用導(dǎo)熱系數(shù)低的資料制成，如PVC等。高導(dǎo)熱資料取樣可小于30mm直徑，高可到30mm，表面需用保溫資料保溫。試樣數(shù)目是兩個(gè)或兩個(gè)以上同樣直徑不一樣厚度。如只一種厚度，可疊試樣檢測(cè)，偏差與試樣特征相關(guān)，如不可以疊試樣檢測(cè)，導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果是沒(méi)有除去測(cè)試桿與試樣接觸熱阻影響的結(jié)果。2、裝樣：主機(jī)上手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)拔向手動(dòng)地點(diǎn)，按“卸載”按扭，讓下測(cè)試桿降落究竟（可調(diào)大電機(jī)速度），在樣品的兩個(gè)面端面涂覆導(dǎo)熱硅脂（如熱接觸好的試樣不需要涂），將樣品擱置在下熱極上，而后按“加載”按扭，使下測(cè)試桿上漲，離接觸上測(cè)試桿1mm地點(diǎn)按“停止”鍵停止上漲，把手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)拔到自動(dòng)，調(diào)小電機(jī)上漲速度。3、熱極溫控設(shè)置溫度中輸入熱極溫度值，一般高于恒溫水槽30-40℃，按“確認(rèn)設(shè)置”鍵，察看程控溫度能否與實(shí)測(cè)溫度同樣，如不同樣按“改正設(shè)置”后再按“確認(rèn)設(shè)置”鍵。按“加熱啟動(dòng)”鍵，察看熱極溫控表下顯示框跳動(dòng)的“stop”能否消逝，如沒(méi)有按“加熱停止”后再按“加熱啟動(dòng)”鍵。4、輸入試樣傳熱截面積，選擇自動(dòng)測(cè)厚或手動(dòng)輸入試樣厚度數(shù)據(jù)，手動(dòng)方式需輸入試樣厚度數(shù)據(jù)，按“確認(rèn)”鍵。5、選擇自動(dòng)加壓或手動(dòng)加壓方式，自動(dòng)加壓方式需輸入加壓值，按“確認(rèn)”鍵。6、按“開(kāi)始實(shí)驗(yàn)”鍵，儀器進(jìn)入自動(dòng)測(cè)試狀態(tài)，直至測(cè)試達(dá)成，裝另一厚度試樣，按“持續(xù)實(shí)驗(yàn)”鍵，儀器進(jìn)入第二厚度自動(dòng)測(cè)試，達(dá)成后，可再測(cè)第三厚度試樣，按“達(dá)成實(shí)驗(yàn)”鍵，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。7、按“生成報(bào)告”鍵，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)傳到EXCEL，可改正，編揖，另存。其操作與EXCEL同樣。8、重復(fù)2-4-5-6-7步驟，測(cè)試其余試樣。（四）實(shí)驗(yàn)后的工作1、停止加熱，退出程序。2、察看熱極溫控表下顯示框能否有“stop”跳動(dòng)，沒(méi)有請(qǐng)手動(dòng)封閉升溫程序。封閉測(cè)試主機(jī)電源開(kāi)關(guān)。3、封閉恒溫水槽制冷開(kāi)關(guān)，封閉循環(huán)開(kāi)關(guān)，封閉電源