Lambda λ-Meter EP500e,防护热板法导热系数仪

导热系数测试工具 λ-Meter EP500e（防护热板仪）是一种基于嵌入式 PC 的测试工具，用于根据 ISO 8302、DIN EN 1946-2、DIN EN 12667 和 ASTM C177 （DIN 52612） 对防护热板法进行绝对值测量。导热系数测试工具 λ-Meter EP500e（防护热板仪）测量插入样品的样品厚度 d、样品上的温差 ΔT 和热通量 Q ̇，热通量 Q ̇相当于测量加热 P=U⋅I 的电功率。热导率是根据定义的测量区域 A 和一维热传导确定的，如下所示：

λ=Q ̇⋅dΔT⋅A=U⋅I⋅dΔT⋅A

它不是热流计，因此它提供的原理精度高于大多数其他提供的测试工具。它专为长期使用而设计，即使多年后也不需要校准。

使用现代技术设计传感器板，无需测量室环境，否则这是标准环境。因此，它更容易实现自动化。

导热系数测试工具 λ-Meter EP500e（保护热板仪）不需要热稳态受控测量环境。它必须插入常规电源，并且可以在任何房间或办公室使用。

它发出的噪音非常小（就像 PC 一样）并且散发的热量非常少。测试工具的高级控制算法为每次测量计算最佳测量参数，并将测量时间降至最低。

导热系数测试工具 λ-Meter EP500e（防护热板仪）是一款紧凑的桌面工具。

下部和中部组件包含传感器板。它们是同心构建的。这些板的核心是计算机优化的铝制单元，厚度为 40 毫米，需要维持等温温度。风冷式高性能帕尔贴模块负责将传感器板的温度降低到 -15°C 至 65°C 之间的任何温度，以便在 10°C 至 40°C 的温度范围内，在传感器板的温差为 5 K 和 15 K 的情况下进行热导率测量。与其他传统测试工具相反，两个样品表面的温度测量不是用热电偶进行的，而是整体覆盖整个测量表面。它确保了不均匀样品的如此高的测量精度。

理想的样品是 500 x 500 mm² 的板材。工具的实际测试区域位于试样的正中央。其尺寸取决于工具的类型（例如 200 x 200 mm² 或 150 x 150 mm²）。对于 500 x 500 mm² 的样品，该工具将测量适用于中心区域的热导率。测试结果不会考虑相邻的外部材料。然而，必须有一个外层。需要带来热条件，以确保一维的静止温度场。

上部组件包含整个电子模块、用于驱动中间组件的电动提升气缸、样品厚度和测试压力的测量仪器以及所有显示和控制单元。该工具的操作非常方便和简单。电动葫芦机构由前面板上的两个按钮管理。它将抬起上传感器板，以便可以插入样品。为了便于插入，测试工具是侧向打开的。在降低上传感器板期间，提升机构将减速到爬行模式 – 分别通过小销的底部或上传感器板下侧的耦合光栅发生。此模式提供更高的精度并防止可能的损坏。如果达到所需的测试压力，该机构会自动切断。样品厚度的测量符合 DIN 18164 和 DIN 18165 标准，这些标准规定了比表面压力（范围为 0.05 至 2.5 kN/m² 或 50 …2500 Pa） 施加在样品上。

传感器板的设计和功能 – 通过 λ₁₀ 测试对试样内的热条件

单样品装置必须有一个额外的加热板，即所谓的反加热器，位于上传感器板上方。该反加热器提供热障，确保所有热量都散发到样品中。导热系数测试工具 λ-Meter EP500e（防护热板仪）还包括一个高灵敏度热通量板，用于检测加热板和反加热器之间可能存在的热对流。可以实现精确的热密封，而热电偶则无法实现。测量区和保护加热环之间的横向热量偏转非常先进，并按以下方式进行管理：保护加热环不是通过仅用几个热电偶测量温差来控制的，而是 100 多个形成链条的热电偶均匀分布在测量区和保护加热环之间的间隙上。它们甚至可以检测到最小的横向热流。然后，保护环将补偿那些不需要的热流。它被另一个保护性加热环包围，然后又被一个冷却或回火环包围。两个环之间的热流通过热电偶链（热流传感器）测量。将在各个位置测量绝对温度。导热系数测试工具 λ-Meter EP500e（保护热板仪）将根据这些数据进行计算，包括编程的测试方案、样品的厚度和室温、样品中的温度场以及保护加热环和冷却或回火环的控制变量。

下图（图 3 和图 4）说明了使用两种不同的电导率测量工具（均根据 ISO 8302 标准）对 120 mm 样品进行 λ₁₀ 测量时，测量样品内的热条件。第一张图（图 3）显示了根据 ISO 8302 第 2.1.3 段图 5 a 的常规保护热板装置的模式。第二个图（图 4）说明了本导热系数测试工具 λ-Meter EP500e（保护热板装置）内感应的温度场。如果根据 ISO 8302 第 2.1.3 段图 5 c 的设计升级为额外的加热和冷却环，则会导致相同的磁场。

只有当横向区域的温度等于样品的平均温度时，才会存在均匀、一维和静止的温度场（见图 3）。另一种设置（图 4），样品两侧的额外加热和冷却环提供热障，并产生独立于横向条件（即室温）的一维和静止温度场。

对于根据 ISO 8302 第 2.1.3 段图 5-c. 的导热系数测试工具 λ-Meter EP500e（保护热板装置）的设备结构。在 λ₁₀ 测量期间，测试工具从两侧冷却样品的边界区域，这样较高的边界前表面温度（室温）不会渗透到样品内部。在测试工具的指定测量温度和样品厚度范围内，将为测量加热和保护加热区建立一个精确的一维稳态温度场。不需要恒温测量室！

额外的冷却环的功能类似于“湿度接收器”。样品边界区域的空气湿度和最终湿度会向冷却环移动，因此对测量结果没有影响。此外，测量时间将缩短 – 与传统的防护热板设备相比，这两者都是一个更具决定性的优势。

智能控制机制可以确定测量的理想参数并减少运行时间。导热系数测试工具 λ-Meter EP500e（防护热板仪）可以在任何房间使用，不需要恒温环境。