1. 概述

1.1. 本儀器符合標(biāo)準(zhǔn)JGJ51-2002《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》，JG158-2004《外墻外保溫系統(tǒng)》；GB/T 26000《膨脹?；⒅楸馗魺嵘皾{》。

適用于保溫材料、混凝土材料，塑料，橡膠等材料的熱分析檢測(cè)。其特點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高、試驗(yàn)速度快（一次試驗(yàn)15分鐘左右），在一次試驗(yàn)中可同時(shí)測(cè)出材料的導(dǎo)熱系數(shù)，蓄熱系數(shù)，導(dǎo)溫系數(shù)和比熱，廣泛應(yīng)用在高等院校，科研單位，質(zhì)檢部門(mén)和生產(chǎn)廠的材料分析檢測(cè)。

1.2. 導(dǎo)熱率K是材料本身的固有性能參數(shù)，用于描述材料的導(dǎo)熱能力，又稱為熱導(dǎo)率，單位為W/mK。這個(gè)特性跟材料本身的大小、形狀、厚度都是沒(méi)有關(guān)系的，只是跟材料本身的成分有關(guān)系。不同成分的導(dǎo)熱率差異較大，導(dǎo)致由不同成分構(gòu)成的物料的導(dǎo)熱率差異較大。單粒物料的導(dǎo)熱性能好于堆積物料。1.3. 導(dǎo)熱率（熱導(dǎo)率）是反映材料導(dǎo)熱性能的物理量，它不僅是評(píng)價(jià)材料的熱學(xué)特性的依據(jù)，而且是材料在應(yīng)用時(shí)的一個(gè)設(shè)計(jì)依據(jù)，在加熱器 、散熱器、傳熱管道設(shè)計(jì)、房屋設(shè)計(jì)等工程實(shí)踐中都要涉及這個(gè)參數(shù)。因?yàn)椴牧系臒釋?dǎo)率不僅隨溫度、壓力變化，而且材料的雜質(zhì)含量。結(jié)構(gòu)變化都會(huì)明顯影響熱導(dǎo)率的數(shù)值，所以在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程技術(shù)中對(duì)材料的熱導(dǎo)率常用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定。

1.4. 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱與非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

1.4.1. 穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：導(dǎo)入物體的熱流量等于導(dǎo)出物體的熱流量，物體內(nèi)部各點(diǎn)溫度不隨時(shí)間而變化的導(dǎo)熱過(guò)程。例如熱流發(fā)、防護(hù)熱平板法、熱流計(jì)法等。

1.4.2. 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱：導(dǎo)入和導(dǎo)出物體的熱流量不相等，物體內(nèi)任意一點(diǎn)的溫度和熱含量隨時(shí)間而變化的導(dǎo)熱過(guò)程，也稱為瞬態(tài)導(dǎo)熱過(guò)程。例如熱線法、熱帶法、閃光法、瞬態(tài)平面熱源法、TDJG51-II型非穩(wěn)態(tài)法導(dǎo)熱儀等。

1.5. 導(dǎo)熱系數(shù)概念

1.5.1. 導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1m厚的材料，兩側(cè)表面的溫差為1度（K,°C）,在1秒內(nèi)，通過(guò)1平方米面積傳遞的熱量，用λ表示，單位為w/mk。

1.5.2. 導(dǎo)熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)。非晶體結(jié)構(gòu)、密度較低的材料，導(dǎo)熱系數(shù)較小。材料的含水率、溫度較低時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)較小。

1.5.3. 通常把導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料稱為保溫材料(我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，凡平均溫度不高于350℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.12w/mk的材料稱為保溫材料），而把導(dǎo)熱系數(shù)在0.05w/mk以下的材料稱為高效保溫材料。

2. 技術(shù)參數(shù)

2.1. 應(yīng)用范圍：用于測(cè)定干燥或不同含濕狀況下勻質(zhì)板狀、膠狀、粉未狀、顆粒狀材料的導(dǎo)熱系數(shù)、蓄熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)和比熱。被測(cè)材料導(dǎo)熱系數(shù)范圍在0.035～1.7w/m.k，蓄熱系數(shù)范圍0.1-30W/m2K。

2.2. 試樣大小：

2.3.   薄試件一塊20×20×（1.5～3）cm

2.4.   厚試件兩塊20×20×（4～10）cm

2.5. 電源220V，50HZ。

2.6. 工作條件：

2.7.        ①環(huán)境溫度：10～35℃

2.8.        ②相對(duì)濕度：≤80%

2.9. 測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度：±3%

2.10. 計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)試、數(shù)據(jù)打印輸出。

3. 基本原理

3.1. TDJG51-II型導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀是以非穩(wěn)定導(dǎo)熱原理為基礎(chǔ)，在實(shí)驗(yàn)材料中短時(shí)間加熱，使實(shí)驗(yàn)材料的溫度發(fā)生變化，根據(jù)其變化的特點(diǎn)，通過(guò)導(dǎo)熱微分方程的解，便可計(jì)算出試驗(yàn)材料的導(dǎo)熱系數(shù)、蓄熱系數(shù)、導(dǎo)溫系數(shù)、比熱容和熱惰性指標(biāo)D值。

4. 儀器裝置

4.1. 根據(jù)非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱原理建立的導(dǎo)熱系數(shù)試驗(yàn)裝置是由直流加熱電源、測(cè)溫儀表及一個(gè)面加熱器和放置在加熱器兩側(cè)相同材料的三塊試件及測(cè)溫?zé)犭娕冀M成。儀器裝置共分三部分。

4.2. 試件部份：包括試件，試件臺(tái)及夾具。為便于放置熱電偶及加熱器，試件分成三塊、二塊厚、一塊薄，試件之間夾以熱電偶與加熱器，并用夾具固緊（如圖）。

4.3. 加熱系統(tǒng)：采用硅膠加熱器，用3645A型直流電源作為加熱源。

4.4. 溫度測(cè)量系統(tǒng)：溫度測(cè)量采用直徑為0.1mm的銅一康銅熱電偶。

5. 使用方法

5.1. 對(duì)試件的要求

5.1.1. 試件三塊為一組，其中兩塊厚，一塊薄。厚試件和薄試件厚度比應(yīng)為3：1，通常試件尺寸為：

薄試件一塊200×200×（10~20）mm，放置在中間。

厚試件兩塊200×200×（30~60）mm，放置在上，下位置。

若知材料導(dǎo)溫系數(shù)時(shí),薄試件厚度可按下列數(shù)值選用：

材料的導(dǎo)溫系數(shù)：            薄試件的厚度：

a（m2/h）                    δ（mm）

≤1×10-3                     15～20

≥1×10-3                     20～30 

5.1.2. 一組試件必須為同一配比，其容重差應(yīng)小于5%

5.1.3. 試件兩表面應(yīng)平行，且厚度應(yīng)均勻。薄試件平面度應(yīng)小于試件厚度的1%。各試件的接觸面應(yīng)平整且結(jié)合緊密

5.1.4. 粉狀材料用圍框的辦法按上述要求處理

5.1.5. 考慮材料的不均勻性，每種材料應(yīng)取樣3～5組。

5.2. 試件的預(yù)處理

5.2.1. 測(cè)量干燥條件下蓄熱和導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)，試件應(yīng)根據(jù)材料本身的技術(shù)規(guī)定在不同溫度條件下進(jìn)行干燥處理至恒重

5.2.2. 測(cè)量不同含濕狀況下的熱特性時(shí)，應(yīng)將干燥試件培養(yǎng)至所需濕度后，放在密閉容器兩天以上，再進(jìn)行測(cè)試，要求一組試件的濕度差小于或等于1%。

5.2.3. 測(cè)試前的準(zhǔn)備工作

5.2.3.1. 稱三塊試件的重量、測(cè)量其尺寸，計(jì)算出密度

5.2.3.2. 將試件放在試件臺(tái)上，按上圖所示放置樣品、加熱板、和熱電偶。先放置一塊厚試樣，然后放置硅膠加熱板，再放置加熱面熱電偶，再放置一塊薄試樣，再放置測(cè)量面熱電偶，再放置一塊厚試樣；然后用夾具將三塊試件夾緊。對(duì)于受壓易變形的試件，應(yīng)采取措施，防止試件變形。注意：熱電偶應(yīng)放置在試樣中心位置。

5.3. 計(jì)算機(jī)控制操作

5.3.1. 合上儀器電源開(kāi)關(guān)，打開(kāi)程序，點(diǎn)擊“測(cè)試”，檢查通信是否正常，電壓為36V,電流為3A，功率為108w,加熱面溫度和測(cè)量面溫度與溫度儀表一致，然后點(diǎn)擊“停止”，點(diǎn)擊“進(jìn)入”進(jìn)入測(cè)試界面。

5.3.2. 當(dāng)試樣上，下溫度穩(wěn)定后，點(diǎn)擊“溫差調(diào)零”。使薄試樣上下表面溫差基本為“0”。

5.3.3. 在軟件右上角，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值輸入電源輸出電壓值（如果沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)值的，可預(yù)先輸入12~20V電壓，測(cè)試一次樣品，觀察測(cè)量面溫升是否大于1℃，如果測(cè)量面溫升低于1℃，則下次測(cè)試時(shí)必須增加電源輸出電壓直到測(cè)量面溫升大于1℃實(shí)驗(yàn)才能成功，不超過(guò)36V），輸入試樣容重和厚度。點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕。

5.3.4. 點(diǎn)擊“參數(shù)設(shè)置”，電腦顯示參數(shù)設(shè)置界面，可設(shè)置加熱時(shí)間（一般為240~360S）和降溫時(shí)間（一般為240~360S），測(cè)量面最小溫升為1℃，其他參數(shù)可默認(rèn)，參數(shù)設(shè)置完成后點(diǎn)擊“隱藏”，注意：參數(shù)一旦配置好，不需要經(jīng)常修改。同一參數(shù)條件下測(cè)試出來(lái)的結(jié)果根據(jù)可比性。

5.3.5. 點(diǎn)擊“開(kāi)始測(cè)試”。電腦判斷樣品是否穩(wěn)定，當(dāng)樣品穩(wěn)定后自動(dòng)啟動(dòng)直流電源加熱，同時(shí)開(kāi)始加熱計(jì)時(shí)，電腦判斷試樣能否在規(guī)定時(shí)間達(dá)到規(guī)定溫升(測(cè)量面溫升要1℃)，如不能達(dá)到，程序提示“加熱板電壓設(shè)置過(guò)低，測(cè)試已終止，請(qǐng)重新設(shè)置”，這時(shí)要取出試樣，等待樣品冷卻后，按上述方法重新設(shè)置電源電壓進(jìn)行測(cè)試。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定加熱時(shí)間后，電腦顯示加熱時(shí)間、測(cè)量面溫度、加熱面溫升；同時(shí)關(guān)閉電源輸出，開(kāi)始降溫計(jì)時(shí)，到達(dá)設(shè)定降溫時(shí)間后，電腦顯示加熱面過(guò)余溫度和降溫時(shí)間，同時(shí)計(jì)算樣品的導(dǎo)熱系數(shù)值，比熱值，蓄熱系數(shù)值，導(dǎo)溫系數(shù)值和熱惰性指標(biāo)D值。

注意 1：設(shè)置的加熱電壓必須保證測(cè)量面（即試樣上表面）在加熱時(shí)間內(nèi)溫升大于1℃，同時(shí)保證加熱面（即試樣下表面）溫升小于80℃。如果直流電源輸出為36V時(shí)仍不能使薄試樣上表面溫升超過(guò)1℃時(shí)，請(qǐng)減小薄試樣的厚度或增加加熱時(shí)間。

5.3.6. 測(cè)試完成后，程序自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)表，進(jìn)入EXCEL界面，點(diǎn)擊“文件”菜單下面“另存為”可保存到指定位置即可。

5.4. 儀器系統(tǒng)標(biāo)定

5.4.1. 如儀器沒(méi)標(biāo)定，要用已知導(dǎo)熱系數(shù)值的參考樣進(jìn)行標(biāo)定，方法是：將三塊已知導(dǎo)熱系數(shù)的參考試樣按上述方法放置好，按上述測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)顯示結(jié)果數(shù)據(jù)后，點(diǎn)擊“設(shè)備標(biāo)定”，程序左上角顯示標(biāo)定界面，這時(shí)輸入標(biāo)樣導(dǎo)熱系數(shù)值（如是泡沫板,請(qǐng)?jiān)跇?biāo)樣參考值后面的文本框中輸入0.027w/mk），再點(diǎn)擊“計(jì)算”，“隱藏”即可。當(dāng)降溫后，再按照剛才設(shè)置的電壓測(cè)試一次參考樣品，檢查結(jié)果是否與導(dǎo)熱系數(shù)參考值基本相同。 

5.5. 計(jì)算

5.5.1. 試件容重按下式計(jì)算：

ρ=g/v    （kg/m3）

式中：g—試件重量（kg）

      v—試件體積（m3）

5.5.2. 試件的重量含水率：

式中： g1—干試件重量（kg）

     g2—濕試件重量（kg）

5.5.3. 材料的導(dǎo)溫系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)及比分別按下列幾式計(jì)算：

5.5.4. 函數(shù)B（y）值：

5.5.5. 導(dǎo)溫系數(shù)：

5.5.6. 導(dǎo)熱系數(shù)：

5.5.7. 比熱：

5.5.8. 熱阻：

5.5.9. 蓄熱系數(shù)：S =SQRT(2*π入ρC1)----(W/m2.k)

5.5.10. 熱惰性指標(biāo)D值:D=S*R(無(wú)單位） 

6. 注意事項(xiàng)

6.1. 熟悉儀器各附件設(shè)備的使用說(shuō)明；

6.2. 當(dāng)外電源波動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)進(jìn)行二次穩(wěn)壓；

6.3. 定期用標(biāo)樣進(jìn)行標(biāo)定，保證測(cè)試精度

6.4. 開(kāi)機(jī)時(shí)請(qǐng)先打開(kāi)儀器電源，再啟動(dòng)程序，關(guān)機(jī)時(shí)請(qǐng)先退出程序再關(guān)閉儀器電源

6.5. 軸承部分請(qǐng)涂抹潤(rùn)滑油

表1  函數(shù)B（y）表

B（y）

7. 產(chǎn)品成套一覽表