HFM-100/HFM-50_Thiết bị đo độ dẫn nhiệt của vật liệu theo nguyên lý HFM

Độ dẫn nhiệt là thước đo khả năng dẫn nhiệt của vật liệu và rất quan trọng để xác định hiệu suất năng lượng và hiệu suất nhiệt trong vật liệu. 

Thiết bị HFM 100/HFM-50 là một thiết bị sử dụng trong Lab, cho phép đo một cách nhanh chóng độ dẫn nhiệt và nhiệt trở kháng (tùy chọn: nhiệt dung riêng) của vật liệu xây dựng, vật liệu cách nhiệt, bao bì theo nguyên lý HFM (Heat Flow Meter). Đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế ASTM C518, ISO8301 và EN 12667.

Phương pháp đo:

Thiết bị HFM-100/HFM-50 thế hệ thứ hai là một lựa chọn tuyệt vời khi thực hiện các phép đo độ dẫn nhiệt ở trạng thái ổn định của các mẫu vật như sản phẩm cách nhiệt và vật liệu xây dựng. Vận hành HFM rất đơn giản – một mẫu được đặt giữa tấm làm nóng và tấm làm mát, và tấm bên trên được hạ thấp xuống để tiếp xúc với mặt trên của mẫu bằng các động cơ bước theo từng góc. Tiếp xúc với tấm với mẫu thử được kiểm soát bằng áp suất tiêu chuẩn hoặc bởi độ dày mẫu do người dùng xác định. Động cơ bước được điều khiển bởi các bộ encoder quang để đo chiều dày mẫu (L), đạt độ chính xác đến 0,05 mm (0,0019 in). Kết hợp giữa các động cơ bước cho phép tấm trên có thể cảm nhận và điều chỉnh tối ưu hóa với mẫu có bề mặt đa dạng, tối ưu hóa tiếp xúc giữa tấm – xúc mẫu để đo. Một cảm biến dòng nhiệt “lux” được tích hợp vào mỗi tấm và được sử dụng để theo dõi dòng nhiệt (Q / A), được tạo ra do sự chênh lệch nhiệt độ (ΔT) giữa các tấm trên cùng và dưới cùng tại khoảng thời gian đều đặn, cho đến khi dòng nhiệt đạt trạng thái ổn định. Dòng nhiệt kết hợp sau đó được sử dụng để đo độ cách nhiệt (R) và tính toán độ dẫn nhiệt (λ) theo Luật Fourier.

Các lợi thế chính:

• Hai cảm biến dòng nhiệt “flux sensor” giúp đo chính xác độ dẫn nhiệt và nhiệt trở kháng của vật liệu
• Nhiều tấm làm nóng/làm mát Peltier giúp điều khiển nhanh chóng nhiệt độ
• Đo chiều dày của mẫu đạt độ chính xác tới 0,05 mm (0,0019inch) với 4 cảm biến encoder quang học kỹ thuật số
• Bảng điều khiển phía trước cho phép điều khiển mọi chức năng của HFM hoặc sử dụng phần mềm HFM cho các tính năng cơ bản và nâng cao như xuất báo cáo và in ấn.
• Kẹp tấm có có thể tự động hay do người dùng thiết lập, rất hiệu quả với vật liệu có thể nén
• Đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế: ASTM C518, C1784, ISO 8301, JIS A1412, EN 12667 và EN 12664

	Đo dòng nhiệt
	Cảm biến dòng nhiệt là một cảm biến nhiệt, bao gồm các cặp nhiệt điện được bố trí thống nhất trên bề mặt cảm biến. Mỗi cặp riêng lẻ tạo ra một điện áp, tỷ lệ với sự chênh lệch nhiệt độ trên các điểm tiếp xúc nóng và lạnh của cặp nhiệt điện. Để có các phép đo chính xác về dòng nhiệt, một cảm biến thông lượng với ba cặp nhiệt điện bề mặt được tích hợp vào bề mặt của mỗi tấm thử nghiệm của HFM. Sự tiếp xúc mật thiết này làm giảm mức độ hiệu chuẩn cần thiết, dẫn đến kết quả thử nghiệm được cải thiện.
	Điều khiển nhiệt độ
	Các phần tử nhiệt điện Peltier được sử dụng để làm nóng và làm mát các tấm thử nghiệm HFM. Phần tử nhiệt điện là một máy bơm nhiệt hoạt động ở trạng thái rắn, truyền nhiệt từ mặt này sang mặt kia của thiết bị, tiêu thụ năng lượng điện, phụ thuộc vào hướng của dòng điện. Tính linh hoạt này cho phép người dùng dễ dàng thay đổi hướng làm nóng và làm mát để phù hợp nhất với ứng dụng thử nghiệm của họ, ở độ phân giải nhiệt độ <0,01 °C. Mỗi tấm chứa nhiều mô-đun nhiệt điện công suất cao, được kết hợp với cặp nhiệt điện bề mặt và điều khiển nhiệt độ thông minh để tối ưu hóa tốc độ và độ chính xác của nhiệt độ tấm.
	Đo chiều dày
	Độ dày mẫu chính xác là tối ưu để xác định nhiệt trở kháng của vật liệu bằng phép đo độ dẫn nhiệt. Hệ thống HFM-100 có ưu điểm là xác định tự động độ dày của mẫu đối với vật liệu cứng hoặc độ dày mẫu do người dùng xác định đối với vật liệu có thể nén được. Độ dày mẫu được đo bằng encoder quang học kỹ thuật số. Bốn bộ encoder được đặt ở mỗi góc của tấm mẫu trên cùng. Vị trí đặt encoder đảm bảo đo độ dày mẫu chính xác nhất (<0,05 mm / 0,0019 in) và cuối cùng là nhiệt trở kháng cho vật liệu được đo.
	Sử dụng linh hoạt
	HFM-100 cung cấp cho người dùng hai phương pháp sử dụng linh hoạt và tiện lợi — chạy các phép đo một cách độc lập bằng bảng điều khiển tích hợp phía trước hoặc bằng cách sử dụng phần mềm HFM-100 dựa trên Windows kèm theo mỗi hệ thống. Phần mềm dễ sử dụng cung cấp các tính năng bổ sung cho hoạt động của bảng điều khiển phía trước, bao gồm tự động hóa các bước nhiệt độ không khi thử nghiệm và các chức năng bổ sung như lưu, xuất và in kết quả đo. Với bảng điều khiển phía trước, người dùng có thể tự động hóa lên đến năm bước nhiệt độ khi thực hiện phép đo hoặc không giới hạn số bước với phần mềm HFM. Kết quả HFM có sẵn ở cả đơn vị SI và Imperial.
	Điều khiển kẹp
	Đối với các vật liệu cứng, các tấm tự động kẹp để tiếp xúc tối ưu giữa mẫu và cảm biến thông lượng nhiệt. Đối với vật liệu có thể nén, chiều cao mong muốn của mẫu có thể được nhập bằng tay và tấm sẽ tự động dừng ở chiều cao mẫu đã nhập.
	Vật liệu chuẩn
	Mỗi hệ thống HFM-100 đều đi kèm với một Vật liệu Tham chiếu Tiêu chuẩn ( Standard Reference Material – SRM) từ National Institute of Standards and Technology (NIST). SRM 1450e – Fibrous Glass-Board được chứng nhận về độ dẫn nhiệt từ 6,85 °C – 66,85 °C và có độ dày 25 mm. Ngoài ra, có sẵn SRM 1453 – Expanded Polystyrene Board được chứng nhận về độ dẫn nhiệt từ 7,85 °C – 39,85 ̊°C và có độ dày 12,5 mm. Ngoài Vật liệu tham chiếu tiêu chuẩn NIST, Thermal Transfer Standards (TS) có thể được phát triển bởi Thermtest, dành cho các ứng dụng thử nghiệm chuyên biệt.

Các thông số kỹ thuật chính:

Độ chính xác & Độ lặp lại

Một mẫu NIST SRM 1450d đã được thử nghiệm nhiều lần để xác nhận độ chính xác và độ lặp lại của HFM-100. Trước mỗi phép đo trong số 20 lần đo, mẫu NIST 1450d được lấy ra, sau đó được đặt trở lại trong buồng HFM-100. Độ dẫn nhiệt được chứng nhận cho tấm NIST ở 20˚C (68˚F) là 0,03239 W / m • K (0,2246 BTU / (hr · ft · °F)). Giá trị độ dẫn nhiệt trung bình nhận được từ tất cả 20 bài kiểm tra là 0,0325 W / m • K (0,2253 BTU / (hr · ft · °F)). Tất cả các phép thử đều có độ lặp lại trong khoảng ± 0,5% và độ chính xác trong khoảng ± 1% của giá trị được chứng nhận.

Phụ kiện máy HFM-100

	Bộ mở rộng dải đo High TC
	Bộ cặp nhiệt điện bên ngoài để kiểm tra vật liệu có độ dẫn nhiệt lên đến 2,5 W / mK