DRE系列瞬态法导热系数测试仪
一、概述
DRE系列导热系数测试仪是基于热线法原理的非稳态测试方法，通过双热线、单热线、交叉线、平行线、平面热源、探针等传感器可适用于各种类型材料的导热系数检测。
DRE系列仪器的优点有：
- 直接测量热传播，可以节约大量的时间；
- 不会和稳态法一样受到接触热阻的影响；
- 样品制备比较简单。
DRE系列仪器可广泛应用于大中院校，科研单位，质检部门和生产厂的材料热分析检测。
二、 湘潭湘科DRE系列瞬态法导热系数测试仪
主要技术指标
仪器型号 | DRE-2A | DRE-2B | DRE-2C |
导热系数范围 | 0.0010—5.0W/mk | 0.0100—5.0W/mk | 0.0100—100W/mk |
测试温度范围 | 常规检测为室温，选配恒温装置可做-40℃～120℃检测。 | 常规检测为室温，选配恒温装置可做-20℃～120℃检测。 | 常规检测为室温，选配恒温装置可做-20℃～120℃检测。 |
测试准确度 | ≤±3％ | ≤±3％ | ≤±3％ |
探头类型 | 单热线或双热线，任选 | 小探针 | Hot Disk |
探头参数 | Φ0.06×150铂金丝 | Φ1×100（不锈钢） | Φ15×0.2 (镍丝) |
测量时间 | 10秒 | 30-600秒 | 30-600秒 |
样品类型 | 液体（不导电） | 液体、粉体、胶状、疏松材料 | 粉体、胶状、固体块状材料 |
样品尺寸 | 25～80ml | ≥Φ20×140mm | ≥Φ45×15mm |
参考标准 | ASTM D2717-95液体的导热率的试验方法 | ASTM D5334-92用热针探测法测定土壤和软岩热导率的试验方法 | ISO 22007-2008及GB/T32064-2015建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法 |
电源 | 电压：220V，功率：≤200W | ||
仪器型号 | DRE-2D | DRE-2E | DRE-2G |
导热系数范围 | 0.0100—5.0W/mk | 0.02—5.0W/mk | 0.0010—2.0W/mk |
测试温度范围 | 常规检测为室温，选配恒温装置可做-40℃～120℃检测。 | 常规检测为室温，选配恒温装置可做-20℃～120℃检测。 | 常规检测为室温，选配恒温装置可做-20℃～100℃检测。 |
测试准确度 | ≤±5％ | ≤±5％ | ≤±3％ |
探头类型 | 大探针 | 交叉线 | 单热线 |
探头参数 | Φ10×1000mm（不锈钢） | Φ0.3×200mm(镍铬丝) | Φ0.06×100mm(铂金丝) |
测量时间 | 300-1200秒 | 120-600秒 | 10-600秒 |
样品类型 | 粉体、胶状、颗粒状、疏松材料 | 粉体、固体块状材料（不导电） | 粉体、固体块状材料,适用于低导热材料检测。 |
样本尺寸 | ≥Φ400×1200mm | 230×100×50mm | ≥114×80×40mm |
参考标准 | ASTM D5334-92用热针探测法测定土壤和软岩热导率的试验方法 | GB/T10297-2015非金属固体材料导热系数的测定(热线法) | GB/T10297-2015非金属固体材料导热系数的测定(热线法) |
电源 | 电压：220V，功率：≤200W | ||
三、测量原理
DRE-2A型仪器采用单热线或双热线传感器，专用于测量不导电液体。热丝既是加热元件，也是测温元件。双热线是在单热线基础上增加一根短热线作为补偿热丝。此类传感器因热线细小并裸露，所以只用于测量不导电、并且不受力就能很好接触的物质（例如：气体、液体）。
DRE-2B型仪器采用微型探针传感器，可用于测量液体、粉体、胶状、疏松材料。热丝探针法是热丝法的一种改进，它是将一电加热丝封装进一小直径金属管中，探针内电加热丝既作为加热元件，也作为测温元件。此类传感器因有外护管，所以具有一定的防腐和机械强度，适用范围更宽了，但探针具有一定体积和热容，会带来一些负面影响，例如轻质、低热容、低导热材料测量误差会增大。
DRE-2C型仪器采用平面热源传感器，用于测量粉体、胶状、固体块状材料。瞬态平面热源法(Transient Plane Source Method，TPS)是在热线法的基础上发展起来的，该方法也被称为“Gustafsson”探头法或Hot Disk法，TPS探头可以看成由金属丝(一般采用金属镍)弯成的同心圆环，并在圆环的两面覆盖有抗腐蚀性和机械性能良好的聚合物保护层。在本方法中，探头是由导电金属镍经刻蚀处理后形成的连续双螺旋结构的薄片，外层为附有一层保护层，它令探头具有一定的机械强度，同时保持探头与样品之间的电绝缘性。探头通常被放存两片样品中间进行测试。探头既是温度传感器又作为加热源(自加热传感器)。此类传感器具有一定体积和热容，对于测量轻质、低热容、低导热材料的测试误差会所有增大。
DRE-2D型仪器采用大探针传感器，用于测量粉体、胶状、颗粒状、疏松材料。它是将一电加热丝封装进一细长金属管中，并且在加热丝中部安装测温元件。此类探针具有一定的机械强度，可直接插入土壤、沙石、粮食等疏松材料进行测量。但对于测量轻质、低热容、低导热材料的测试误差会所有增大。
DRE-2E型仪器采用交叉热线（或十字线）传感器，用于测量粉体、固体块状材料。在加热线中间焊接上一支测温热电偶，用于测量热线温度。此热线直径比单热线粗得多，不容易断，所以可用于测量粉体、固体块状材料，并且可在比较高温度下测量。但热线是裸丝，导电材料也是不能直接检测的。
DRE-2G型仪器采用单热线传感器，用于测量粉体、固体块状材料，特别是低导热绝热材料。热丝既是加热元件，也是测温元件。此传感器特点是将热线贴在绝热材料上，因热线非常细小，所以比较适合测量轻质、低热容、低导热材料。但热线是裸丝，导电材料也是不能直接检测的。
DRE系列仪器配置的仪器主机原理都是相似的。都是由传感器适配电路、热线加热恒流源、热线电压测量、热线温度测量和计算机数据处理组成。在测试过程中，恒流源给热线施加恒功率电流，此时热线会产生热量，热量会同时向探头周围的样品进行扩散。热量在材料中扩散的速率依赖于材料的热扩散系数和导热系数等热特性。通过记录温度与探头的响应时间，材料的这些特性可以被计算出来。因而本方法非常快捷和便利，同时也相当准确。
