防護(hù)熱平板法導(dǎo)熱系數(shù)測定儀的試驗(yàn)操作步驟

防護(hù)熱平板法導(dǎo)熱系數(shù)測定儀的試驗(yàn)操作需嚴(yán)格遵循穩(wěn)態(tài)熱流測量原理及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如 GB/T 10294、ISO 8302），確保熱流場穩(wěn)定、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。以下是詳細(xì)的試驗(yàn)操作步驟：

一、試驗(yàn)前準(zhǔn)備

1、試樣準(zhǔn)備與處理

1.1尺寸要求：根據(jù)儀器夾具規(guī)格裁剪試樣，通常要求試樣為平整片狀，面積不小于主熱板Y效面積（一般≥100 cm2），厚度需均勻（誤差≤±2%），且厚度應(yīng)覆蓋儀器測量范圍（如 5~50 mm，具體依儀器型號(hào)而定）。1.2表面處理：用砂紙或刀具修整試樣表面，Q除毛刺、油污或雜質(zhì)，確保表面平整光滑（粗糙度≤10 μm），減少接觸熱阻。1.3狀態(tài)調(diào)節(jié)：將試樣置于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（如 23±2℃、相對(duì)濕度 50±5%）中至少 24 h，直至溫度穩(wěn)定，避免試樣內(nèi)部溫度梯度干擾測試。1.4尺寸測量：用精度≥0.01 mm 的游標(biāo)卡尺或千分尺，在試樣不同位置（至少 3 點(diǎn)）測量厚度和面積，取平均值作為計(jì)算參數(shù)（面積以主熱板Y效接觸面積為準(zhǔn)，若試樣面積大于熱板，按熱板面積計(jì)算）。

2、儀器檢查與預(yù)熱

2.1硬件檢查：檢查儀器電源、電纜連接是否正常；確認(rèn)冷板冷卻系統(tǒng)（如循環(huán)水、半導(dǎo)體制冷）工作正常，冷卻介質(zhì)流量 / 溫度符合要求；清潔主熱板、防護(hù)熱板及冷板表面，避免殘留雜質(zhì)影響熱接觸。2.2軟件與參數(shù)初始化：打開儀器主機(jī)和控制軟件，檢查溫度傳感器（Pt100）、功率計(jì)等模塊是否校準(zhǔn)（建議定期溯源，校準(zhǔn)周期≤1 年）；初始化軟件參數(shù)，確保顯示、數(shù)據(jù)采集功能正常。2.3儀器預(yù)熱：開機(jī)后先對(duì)熱板系統(tǒng)預(yù)熱 30~60 min，使熱板、冷板溫度趨于穩(wěn)定，減少初始溫度波動(dòng)對(duì)測試的影響。

二、試樣安裝

1、放置試樣：將處理好的試樣小心置于冷板Z央，確保試樣與冷板W全貼合，無偏移（邊緣與熱板邊緣對(duì)齊偏差≤2 mm）；若測試多層材料或組合試樣，需保證層間緊密接觸，無空氣間隙。

2、調(diào)節(jié)夾持壓力：通過機(jī)械旋鈕或氣動(dòng)裝置緩慢施加夾持壓力（壓力范圍通常為 0.02~0.1 MPa，具體依材料硬度而定：軟質(zhì)材料如保溫棉取低壓力，硬質(zhì)材料如陶瓷取高壓力），確保試樣與熱板、冷板緊密接觸，但避免試樣過度壓縮變形（厚度壓縮量≤5%）。

3、確認(rèn)防護(hù)結(jié)構(gòu)：檢查防護(hù)熱板與主熱板的相對(duì)位置，確保兩者等溫區(qū)對(duì)齊，防護(hù)熱板溫度控制系統(tǒng)正常（可通過軟件監(jiān)控防護(hù)熱板與主熱板溫差≤0.5℃），X除主熱板側(cè)向熱損失。

三、測試參數(shù)設(shè)置

在控制軟件中輸入或設(shè)置以下關(guān)鍵參數(shù)：

1、試樣信息：輸入試樣名稱、編號(hào)、測量環(huán)境溫度、試樣厚度平均值、接觸面積（主熱板Y效面積）等基礎(chǔ)信息。

2、溫度參數(shù)：

2.1設(shè)定熱側(cè)目標(biāo)溫度（主熱板溫度，Th）和冷側(cè)目標(biāo)溫度（冷板溫度，Tc），根據(jù)材料導(dǎo)熱系數(shù)范圍選擇合適溫差（ΔT=Th?Tc）：低導(dǎo)熱材料（如保溫材料）溫差宜為 10~50℃，高導(dǎo)熱材料（如金屬）溫差可適當(dāng)降低（5~20℃），確保熱流穩(wěn)定且功率測量J準(zhǔn)。2.2設(shè)定溫度平衡閾值（如熱板、冷板溫度波動(dòng)≤±0.1℃/h），作為穩(wěn)態(tài)判斷依據(jù)。

3、穩(wěn)態(tài)判斷條件：設(shè)置穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間（如 30 min 內(nèi)溫度波動(dòng)≤0.05℃，功率波動(dòng)≤0.5%），確保熱流達(dá)到穩(wěn)定一維狀態(tài)。

四、啟動(dòng)測試與穩(wěn)態(tài)監(jiān)控

1、啟動(dòng)測試：點(diǎn)擊軟件 “開始測試” 按鈕，儀器自動(dòng)調(diào)節(jié)熱板加熱功率和冷板溫度，逐步逼近目標(biāo)溫度。

2、實(shí)時(shí)監(jiān)控：通過軟件實(shí)時(shí)觀察主熱板溫度、冷板溫度、防護(hù)熱板溫度及加熱功率曲線，記錄溫度上升 / 穩(wěn)定過程：2.1初始階段：熱板溫度快速升至目標(biāo)值，功率波動(dòng)較大，需等待溫度梯度建立。2.2趨近穩(wěn)態(tài)階段：溫度曲線趨于平緩，功率波動(dòng)減小，此時(shí)需重點(diǎn)監(jiān)控溫差（ΔT）是否穩(wěn)定。

3、穩(wěn)態(tài)確認(rèn)：當(dāng)滿足以下條件時(shí)，判定達(dá)到穩(wěn)態(tài)：

3.1主熱板溫度Th和冷板溫度Tc波動(dòng)均≤±0.05℃（持續(xù) 30 min 以上）。3.2主熱板加熱功率Q波動(dòng)≤±0.5%（持續(xù) 30 min 以上）。3.3防護(hù)熱板與主熱板溫差≤0.2℃，確保無側(cè)向熱損失。

五、數(shù)據(jù)采集與記錄

1、達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，軟件自動(dòng)采集并記錄以下數(shù)據(jù)：

1.1主熱板穩(wěn)定溫度Th（℃）、冷板穩(wěn)定溫度Tc（℃），計(jì)算溫差ΔT=Th?Tc。1.2主熱板穩(wěn)定加熱功率Q（W）（扣除熱板自身熱損失后，部分儀器可自動(dòng)修正）；1.3試樣厚度d（m）、接觸面積A（m2）。

2、手動(dòng)記錄或通過軟件導(dǎo)出數(shù)據(jù)，建議連續(xù)采集 3 組穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)（間隔 10 min），取平均值用于計(jì)算，減少隨機(jī)誤差。

六、試驗(yàn)結(jié)束與設(shè)備清理

1、停止測試：點(diǎn)擊軟件 “停止測試” 按鈕，儀器自動(dòng)停止加熱，關(guān)閉熱板電源，保持冷卻系統(tǒng)運(yùn)行至熱板溫度降至室溫（≤50℃）。

2、取出試樣：待溫度降至A全范圍后，緩慢釋放夾持壓力，小心取出試樣，避免試樣或儀器表面劃傷。

3、設(shè)備清理：用軟布清潔熱板、冷板及夾具表面，Q除殘留試樣碎屑；關(guān)閉冷卻系統(tǒng)、儀器主機(jī)及控制軟件，斷開電源。

4、試樣后處理：記錄試樣測試后的狀態(tài)（如是否變形、分層），若需重復(fù)測試，需重新進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)。

七、數(shù)據(jù)處理與報(bào)告生成

1、導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算：根據(jù)公式計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)λ：

式中：Q為穩(wěn)態(tài)加熱功率（W），d為試樣厚度（m），A為熱接觸面積（m2），ΔT為溫差（K，與℃數(shù)值相同）。

2、結(jié)果修正：若儀器未自動(dòng)修正熱損失，需根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)扣除主熱板側(cè)向熱損失、接觸熱阻等附加誤差（G端儀器通常內(nèi)置修正算法）。

3、報(bào)告生成：整理測試數(shù)據(jù)，包括試樣信息、測試條件（溫度、壓力）、穩(wěn)態(tài)參數(shù)、計(jì)算結(jié)果等，按標(biāo)準(zhǔn)格式生成報(bào)告，注明測試標(biāo)準(zhǔn)（如 GB/T 10294）及儀器型號(hào)。

八、注意事項(xiàng)

1、測試過程中避免觸碰熱板（高溫危險(xiǎn)），保持實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度穩(wěn)定（波動(dòng)≤±1℃），減少環(huán)境干擾。

2、對(duì)于高含水率材料，需先烘干或在測試中控制濕度，避免水分蒸發(fā)影響熱流穩(wěn)定性。

3、若試樣厚度過薄（<5 mm），需使用輔助墊片（如薄銅片）減少接觸熱阻，或選擇小溫差測試模式。

九、總結(jié)

通過以上步驟，可確保防護(hù)熱平板法測試的準(zhǔn)確性和重復(fù)性，為材料導(dǎo)熱性能評(píng)估提供可靠數(shù)據(jù)。要想了解更詳細(xì)的試驗(yàn)操作步驟，可隨時(shí)聯(lián)系河北天棋星子檢測設(shè)備有限公司工作人員。