O analisador de condutividade térmica de fontes térmicas transitórias é um dispositivo para medir a condutividade térmica de materiais que permite a caracterização rápida e precisa das propriedades térmicas dos materiais através de tecnologias inovadoras de sonda e algoritmos eficientes, com a vantagem de equilibrar eficiência e precisão, proporcionando uma solução confiável para aplicações científicas e industriais.
As etapas de medição dos analisadores de condutividade térmica de fontes térmicas transitórias incluem a preparação da amostra, a calibração do instrumento, a instalação da amostra e da sonda, o início dos testes e a coleta de dados, a parada da fonte de calor e a continuação da observação e o processamento e análise de dados. Durante o uso, é necessário prestar atenção a questões de segurança, processamento de amostras, controle de condições ambientais, especificações operacionais e processamento de dados para garantir a precisão e confiabilidade dos resultados de medição.
1. Preparação da amostra
Escolha amostras de tamanho e forma adequados: escolha amostras representativas de acordo com os requisitos do instrumento e os critérios de teste. Em geral, não há restrições estritas à forma da amostra, mas deve ser garantido um bom contato com a sonda e uma fixação fácil de instalar. Por exemplo, pode ser um material em blocos, folhas, pó e outras formas.
Certifique-se de que a superfície da amostra é plana e lisa: a superfície rugosa pode afetar a transferência de calor e a precisão da medição da temperatura, por isso, pode ser necessário tratar a superfície da amostra antes do teste, como operações como polimento, para reduzir a resistência térmica ao contato.
Calibração do instrumento (se necessário)
Calibração de substâncias padrão: antes da utilização, o instrumento pode ser calibrado com substâncias padrão com coeficientes de condutividade térmica conhecidos para garantir a precisão dos resultados de medição. A substância padrão é colocada no local de ensaio e operada de acordo com o processo de ensaio normal, comparando as diferenças entre os valores medidos reais e teóricos e ajustando os parâmetros do instrumento, se necessário.
Calibração de compensação de fatores ambientais: considerando o impacto de fatores como a temperatura ambiente na medição, alguns instrumentos têm função de compensação ambiental, que pode ser calibrada por procedimentos ou configurações específicos para aproximar os resultados da medição do valor real.
3. Instalação de amostras e sondas
Posicionamento correto da amostra: Coloque a amostra preparada na área de teste especificada pelo instrumento, geralmente no suporte da amostra, para garantir que a amostra seja colocada de forma estável e precisa. Para diferentes tipos de amostras, podem ser necessários diferentes fixadores ou dispositivos auxiliares para a fixação.
Conecte a sonda: coloque a sonda como fonte de calor e sensor de temperatura suavemente na superfície da amostra para garantir um bom contato térmico entre os dois. Se for uma sonda de fonte de calor plana, tente cobrir a área de teste pré-prevista; Se for uma sonda de linha quente, é necessário prestar atenção ao estado e à posição da linha.
Iniciar testes e coleta de dados
- Iniciar a fonte de calor: Iniciar a fonte de calor de acordo com os parâmetros do projeto experimental e aplicar uma fonte de calor transitória. Pode ser um aquecimento por pulso curto ou escalonado, dependendo do método de teste utilizado e da configuração funcional do instrumento.
Monitoramento e registro de dados em tempo real: o sistema de coleta de dados sincroniza as mudanças de temperatura da amostra durante a aplicação da fonte de calor. Para garantir que o sistema de coleta de dados funcione de forma estável, capturando com precisão os dados de temperatura em cada momento, esses dados serão a base para análises e cálculos posteriores.
Pare a fonte de calor e continue observando
- Parar o aquecimento em tempo apropriado: parar a aplicação da fonte de calor de acordo com o horário previsto ou de acordo com o julgamento. A mudança de temperatura da amostra continua a ser registrada até que a temperatura do sistema se estabilize ou alcance o período de observação prescrito. Os dados desta fase ajudam a entender informações como as propriedades de condução térmica do material e o processo de resfriamento.
6. Processamento e análise de dados
Aplicação de parâmetros de inversão de modelos matemáticos: Utilizando os dados coletados sobre a mudança de temperatura ao longo do tempo, em combinação com o modelo ou algoritmo matemático correspondente, a inversão de parâmetros de propriedades térmicas do material, como o coeficiente de condutividade térmica, a taxa de difusão térmica e a capacidade térmica volumétrica. Os diferentes instrumentos podem ter software de análise específico incorporado para completar este processo de cálculo complexo.
Avaliação e validação dos resultados: avaliar a razoabilidade dos resultados calculados para verificar se estão em conformidade com o escopo esperado e as leis da física. A confiabilidade dos resultados pode ser verificada por experimentos repetidos várias vezes ou por outros métodos independentes.