防護熱平板法導熱系數測定儀的主要組成部分

防護熱平板法導熱系數測定儀是基于穩態熱流法原理測定材料導熱系數的關鍵設備，其核心設計目標是X除邊緣熱損失、建立穩定的一維熱流場，從而實現J準測量。其主要組成部分及功能如下：

一、核心加熱與控溫模塊

1、主熱板（加熱板）：位于試樣高溫側，是提供穩定熱源的核心部件。通常由高導熱材料（如紫銅）制成，內部嵌入均勻分布的電加熱器（如電阻絲），通過J確加熱向試樣傳遞熱量。

2、防護熱板（防護環）：環繞在主熱板外圍，與主熱板采用相同材料且獨立控溫。其核心作用是通過維持與主熱板相同的溫度，X除主熱板熱量向側面的散失，確保熱量僅沿軸向（試樣厚度方向）傳遞，實現一維熱流條件。

3、加熱與控溫系統：包括精密溫控儀、功率調節器等，通過反饋控制主熱板和防護熱板的溫度，使其在實驗過程中保持穩定（溫差通常控制在 ±0.1℃以內）。

二、冷卻與冷側控溫模塊

1、冷平板（冷卻板）：位于試樣低溫側，接收通過試樣傳遞的熱量。通常由高導熱材料制成，內部設計有冷卻通道或嵌入制冷元件。

2、冷卻與控溫系統：通過循環冷卻水、半導體制冷或恒溫浴等方式，維持冷平板溫度穩定。冷側溫度需與熱側形成穩定溫差（根據材料特性調整，通常為 10~50℃），并通過溫控儀J確控制。

三、溫度測量系統

用于J確測量熱板、冷板及試樣兩側的溫度，是計算溫度梯度的關鍵。主要包括：

1、溫度傳感器：通常采用高精度熱電偶（如 T 型、K 型）或鉑電阻（Pt100），傳感器需緊密貼合熱板、冷板及試樣表面（或嵌入板內預設孔位），確保測溫準確性。

2、溫度采集模塊：通過數據采集卡或高精度測溫儀，實時采集各傳感器的溫度信號，精度通常需達到 ±0.01℃。

四、熱流 / 功率測量系統

用于測定通過試樣的熱流量。在穩態條件下，主熱板的加熱功率（扣除微小熱損失后）近似等于通過試樣的熱流功率，因此需J確測量加熱功率：功率測量裝置：通過高精度電流表、電壓表實時監測主熱板的加熱電流和電壓，計算功率（P=UI）；或直接采用功率計，精度通常需達到 ±0.1%。

五、試樣夾持與壓力調節裝置

1、夾持結構：用于固定試樣，確保試樣緊密貼合熱板和冷板，減少接觸熱阻對測量的影響。夾持方式通常為機械壓緊（如螺旋絲桿）或氣動壓緊。

2、壓力調節機構：可調節試樣與熱 / 冷板的接觸壓力（通常控制在 0.01~0.1MPa），避免壓力過大導致試樣變形，或壓力過小產生接觸間隙。

六、保溫與環境控制裝置

1、保溫層：在熱板、防護熱板及冷板外圍包裹保溫材料（如玻璃棉、聚氨酯），減少系統與環境的熱交換，降低環境溫度波動的影響。

2、恒溫環境箱（可選）：部分高精度儀器會將核心測量模塊置于恒溫箱內，進一步控制環境溫度（如 20±1℃），X除室溫波動對測量的干擾。

七、數據采集與控制系統

由計算機、Z用軟件及控制電路組成，功能包括：

1、實時監控熱板、冷板、防護熱板的溫度及加熱功率；

2、自動調節加熱 / 冷卻系統，使溫度達到穩態（通常以溫度變化率 < 0.1℃/h 為穩態判據）；

3、采集穩態時的溫度、功率數據，結合試樣尺寸（厚度、面積）自動計算導熱系數（公式：

,其中Q為熱流功率，d為試樣厚度，A為面積，ΔT為溫差）；

4、數據存儲、曲線顯示及報告生成。

這些組成部分協同工作，確保在穩態條件下建立一維熱流場，通過J確測量熱流、溫差及試樣尺寸，Z終實現材料導熱系數的J準測定，廣泛適用于保溫材料、建筑材料、金屬等固體材料的導熱性能測試。要想了解更多產品組成部分，可隨時聯系河北天棋星子檢測設備有限公司工作人員。