JJF 2221-2025 導(dǎo)熱係數(shù)瞬態測(cè)定(dìng)儀(yí)校(xiào)準(zhǔn)規範

範(fàn)圍
本規範(fàn)適(shì)用(yòng)於(yú)熱(rè)綫，熱帶(dài)，平麵熱(rè)源，熱橋等(děng)類(lèi)型(xíng)的導熱(rè)係數瞬態測定儀(yí)的(dí)導熱係數(shù)校(xiào)準。導熱係數測(cè)量範圍為(0.020~0.20)Wm^-1K^-1，溫度範圍為(20~60)°C。

術(shù)語
導熱係數  thermal conductivity
在單(dān)位時(shí)間，單位溫(wēn)度(dù)梯度，單位麵積(jī)所(suǒ)通過(guò)的熱(rè)量。單位(wèi)Wm^-1K^-1。
[來(lái)源：JJF 1007-2007, 3.38]
導熱(rè)係數(shù)參考板  thermal conductivity reference material
在一(yī)定條(tiáo)件(jiàn)下，物理(lǐ)性(xìng)質穩(wěn)定(dìng)，用於導熱係數傳遞的參考(kǎo)物質。

概(gài)述
導熱(rè)係(xì)數(shù)瞬(shùn)態測定(dìng)儀(以(yǐ)下(xià)簡(jiǎn)稱(chēng)瞬(shùn)態導熱(rè)儀(yí))的工(gōng)作原理可追溯至熱綫(xiàn)法(fǎ)測(cè)量材(cái)料導(dǎo)熱係數，即對於(yú)各向同性(xìng)和均匀的(dí)被(bèi)測(cè)試(shì)樣(yàng)，從(cóng)某個(gè)時刻開(kāi)始，熱源(yuán)以(yǐ)恒(héng)定熱流(liú)密度(dù)加(jiā)熱被(bèi)測試樣(yàng)，受(shòu)熱試樣的溫(wēn)度隨(suí)時(shí)間上(shàng)升，溫度隨時(shí)間(jiān)的(dí)變(biàn)化(huà)率是熱流密(mì)度(dù)，被(bèi)測(cè)試樣的導熱係數和熱擴散係(xì)數(shù)的函數(shù)。通(tōng)過測(cè)量被(bèi)測試樣(yàng)內部(bù)某(mǒu)個點的(dí)溫度時間變化曲(qū)綫(xiàn)，可(kě)以獲得(dé)被(bèi)測試樣(yàng)的(dí)導(dǎo)熱(rè)係數或(huò)熱(rè)擴散(sàn)係(xì)數(shù)。熱(rè)綫和熱(rè)帶這兩(liǎng)種典型的瞬態(tài)導(dǎo)熱儀的原理見(jiàn)附錄C。
瞬(shùn)態導熱(rè)儀一般(bān)由傳感器及顯(xiǎn)示(shì)儀表(biǎo)兩(liǎng)部分組(zǔ)成。
瞬態導(dǎo)熱(rè)儀(yí)通常(cháng)具有比(bǐ)較寬的(dí)導熱係(xì)數測量範圍(wéi)，可(kě)以(yǐ)用來測(cè)量絕(jué)熱材料，有機玻(bō)璃(lí)以(yǐ)及金(jīn)屬(shǔ)等各(gè)類(lèi)固體(tǐ)或液(yè)體材(cái)料的(dí)導熱係數(shù)。為(wéi)了保(bǎo)證校(xiào)準(zhǔn)的準確性，校(xiào)準瞬(shùn)態導(dǎo)熱(rè)儀的(dí)參(cān)考板(bǎn)的導熱(rè)係數應(yīng)該(gāi)與(yǔ)被(bèi)校(xiào)瞬態導熱儀(yí)的某個(gè)測量(liáng)範(fàn)圍匹配。因(yīn)此(cǐ)，通(tōng)常需(xū)要采(cǎi)用幾個(gè)不(bù)同(tóng)量級(jí)的導熱係(xì)數(shù)參考板校(xiào)準瞬態導(dǎo)熱(rè)儀(yí)。

計(jì)量特(tè)性
瞬態(tài)導(dǎo)熱儀測量材料(liào)的(dí)導(dǎo)熱(rè)係數(shù)。測量(liáng)的導熱係(xì)數(shù)範圍(wéi)為(0.020~0.20)Wm^-1K^-1，溫(wēn)度範(fàn)圍為(20~60)°C, 導(dǎo)熱係數(shù)測量(liáng)不(bù)確定(dìng)度為5%～10%。

校(xiào)準(zhǔn)條(tiáo)件(jiàn)
環境條件
溫度：(23±5)°C，相對濕(shī)度(dù)：≤80%。
環(huán)境(jìng)條(tiáo)件應同時(shí)滿(mǎn)足(zú)標準器及被校(xiào)儀(yí)器(qì)使用的相(xiāng)關(guān)要求。
工作(zuò)電(diàn)源(yuán)應(yīng)滿(mǎn)足(zú)被校(xiào)瞬態(tài)導熱儀(yí)的(dí)相(xiāng)關要求。
設備周(zhōu)圍(wéi)應無強(qiáng)烈振(zhèn)動，應(yīng)避免(miǎn)陽光直射(shè)和其(qí)他冷，熱源影(yǐng)響。
導(dǎo)熱係數參(cān)考板技(jì)術(shù)指標
作(zuò)為瞬態導熱(rè)儀校(xiào)準(zhǔn)的導(dǎo)熱係數(shù)參(cān)考(kǎo)板應各向同(tóng)性和均(jūn)匀(yún)，具(jù)有穩(wěn)定(dìng)的熱(rè)物理性質(zhì)(導熱係數(shù)量值(zhí)穩定)，抗拒濕度對(duì)導熱(rè)係數的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)(不吸濕(shī))，參(cān)考(kǎo)板(bǎn)應(yīng)具有一定溫度(dù)範(fàn)圍(wéi)的導(dǎo)熱(rè)係(xì)數參考(kǎo)值(zhí)對(duì)溫(wēn)度(dù)的函(hán)數擬(nǐ)合關(guān)係(xì)式。表1給(gěi)出了參考(kǎo)板(bǎn)的(dí)技(jì)術(shù)要(yào)求。

注(zhù)：也可以(yǐ)使用其(qí)他滿足被校(xiào)瞬態導(dǎo)熱儀測(cè)量(liáng)試樣尺(chǐ)寸要求(qiú)並(bìng)具有溯源的參考板。

校準項(xiàng)目和校(xiào)準方(fāng)法(fǎ)
校(xiào)準項目(mù)
瞬(shùn)態導(dǎo)熱儀(yí)的導熱(rè)係數(shù)示值誤差(chà)。
校準方法(fǎ)
校準前的準(zhǔn)備(bèi)
準(zhǔn)備(bèi)一塊或(huò)兩塊(kuài)參考(kǎo)板。如(rú)果(guǒ)采(cǎi)用擠塑板作參考板，在(zài)校準前參考板(bǎn)應在溫度為(23±5)°C，相對(duì)濕度≤60％的環境(jìng)裏放(fàng)置(zhì)24h以上。
導熱(rè)係數(shù)示(shì)值測量
根(gēn)據客戶的要求(qiú)，確定瞬(shùn)態導熱儀被校準的溫(wēn)度點(diǎn)。按照瞬(shùn)態導(dǎo)熱(rè)儀的(dí)操作程序，安(ān)裝瞬(shùn)態(tài)導熱儀傳感(gǎn)器和參(cān)考(kǎo)板(bǎn)，正常(cháng)運(yùn)行瞬(shùn)態(tài)導熱(rè)儀(yí)，測量(liáng)完(wán)成後，記(jì)錄(lù)瞬(shùn)態導(dǎo)熱儀(yí)測量(liáng)的溫(wēn)度(dù)t₁和對(duì)應(yīng)的導(dǎo)熱係(xì)數示值(zhí)λ₁。然(rán)後(hòu)取(qǔ)出傳(chuán)感器，待傳感器和參考(kǎo)板(bǎn)恢(huī)復到(dào)初始狀(zhuàng)態(tài)時(shí)，重復(fù)上(shàng)述(shù)測(cè)量(liáng)步驟，連續(xù)測(cè)量不(bù)少於3次(cì)，記錄(lù)測量得(dé)到的(dí)溫度(dù)t_i和導(dǎo)熱係數示值λ_i。
數(shù)據處理
將溫(wēn)度(dù)t_i，代入(rù)參(cān)考(kǎo)板導熱(rè)係(xì)數與溫度函數擬(nǐ)合關係式計(jì)算(suàn)得(dé)到(dào)對(duì)應測量(liáng)溫度(dù)的(dí)參(cān)考(kǎo)板導熱係數的標(biāo)準值(λ_S)_i，_i =1,…, N(N為校準測量的次數(shù))。
取(qǔ)測量溫度的平(píng)均值(zhí)為t =∑t_i/N ；導熱係(xì)數(shù)示(shì)值的(dí)平(píng)均(jūn)值(zhí)為λ＝∑λ_i/N，以(yǐ)及(jí)參考(kǎo)板(bǎn)導熱係數標(biāo)準值(zhí)的(dí)平(píng)均值為(wéi)λ_S＝∑(λ_S)_i/N，計算得(dé)到的(dí)t，λ和λ_S作為溫度(dù)，被(bèi)校瞬(shùn)態導(dǎo)熱(rè)儀導熱係數示值以及(jí)導熱(rè)係(xì)數標(biāo)準值的校準(zhǔn)結(jié)果(guǒ)。

校(xiào)準(zhǔn)結果的表達(dá)
校準數據(jù)
校準(zhǔn)證書(shū)應給(gěi)出溫度(dù)，被校(xiào)瞬態(tài)導熱儀(yí)的(dí)導熱係數示(shì)值(zhí)及導(dǎo)熱(rè)係(xì)數(shù)標(biāo)準值。有(yǒu)數個校(xiào)準溫度(dù)點(diǎn)的(dí)情況，可(kě)列(liè)表給出(chū)結果。
溫度(dù)值保留(liú)至小(xiǎo)數點後一位，被校瞬態(tài)導熱(rè)儀(yí)的導熱(rè)係數(shù)示值及導(dǎo)熱(rè)係數(shù)標(biāo)準值(zhí)保留(liú)三(sān)位(wèi)有(yǒu)效(xiào)數字(zì)。校準結果的擴展不確(què)定(dìng)度以相對(duì)值表示，保(bǎo)留兩位有(yǒu)效(xiào)數(shù)字(zì)。