JJF 2221-2025 导热系数瞬态测定仪校准规范

京都电子KEM产热线法导热系数瞬态测定仪 QTM-710/QTM-700

范围
本规范适用于热线、热带、平面热源、热桥等类型的导热系数瞬态测定仪的导热系数校准。导热系数测量范围为(0.020~0.20)Wm^-1K^-1，温度范围为(20~60)°C。

术语
导热系数  thermal conductivity
在单位时间、单位温度梯度、单位面积所通过的热量。单位Wm^-1K^-1。
[来源：JJF 1007-2007, 3.38]
导热系数参考板  thermal conductivity reference material
在一定条件下，物理性质稳定、用于导热系数传递的参考物质。

概述
导热系数瞬态测定仪(以下简称瞬态导热仪)的工作原理可追溯至热线法测量材料导热系数，即对于各向同性和均匀的被测试样，从某个时刻开始，热源以恒定热流密度加热被测试样，受热试样的温度随时间上升，

温度随时间的变化率是热流密度、被测试样的导热系数和热扩散系数的函数。通过测量被测试样内部某个点的温度时间变化曲线，可以获得被测试样的导热系数或热扩散系数。热线和热带这两种典型的瞬态导热仪的原理见附录C。
瞬态导热仪一般由传感器及显示仪表两部分组成。
瞬态导热仪通常具有比较宽的导热系数测量范围，可以用来测量绝热材料、有机玻璃以及金属等各类固体或液体材料的导热系数。为了保证校准的准确性，校准瞬态导热仪的参考板的导热系数应该与被校瞬态导热仪的某个测量范围匹配。

因此，通常需要采用几个不同量级的导热系数参考板校准瞬态导热仪。

计量特性
瞬态导热仪测量材料的导热系数。测量的导热系数范围为(0.020~0.20)Wm^-1K^-1，温度范围为(20~60)°C, 导热系数测量不确定度为5%～10%。

校准条件
环境条件
温度：(23±5)°C，相对湿度：≤80%。
环境条件应同时满足标准器及被校仪器使用的相关要求。
工作电源应满足被校瞬态导热仪的相关要求。
设备周围应无强烈振动，应避免阳光直射和其他冷、热源影响。
导热系数参考板技术指标
作为瞬态导热仪校准的导热系数参考板应各向同性和均匀，具有稳定的热物理性质(导热系数量值稳定)，抗拒湿度对导热系数的影响(不吸湿)，参考板应具有一定温度范围的导热系数参考值对温度的函数拟合关系式。

表1给出了参考板的技术要求。

注：也可以使用其他满足被校瞬态导热仪测量试样尺寸要求并具有溯源的参考板。

校准项目和校准方法
校准项目
瞬态导热仪的导热系数示值误差。
校准方法
校准前的准备
准备一块或两块参考板。如果采用挤塑板作参考板，在校准前参考板应在温度为(23±5)°C、相对湿度≤60％的环境里放置24h以上。
导热系数示值测量
根据客户的要求，确定瞬态导热仪被校准的温度点。按照瞬态导热仪的操作程序，安装瞬态导热仪传感器和参考板，正常运行瞬态导热仪，测量完成后，记录瞬态导热仪测量的温度t₁和对应的导热系数示值λ₁。

然后取出传感器，待传感器和参考板恢复到初始状态时，重复上述测量步骤，连续测量不少于3次，记录测量得到的温度t_i和导热系数示值λ_i。
数据处理
将温度t_i，代入参考板导热系数与温度函数拟合关系式计算得到对应测量温度的参考板导热系数的标准值(λ_S)_i，_i =1,…, N(N为校准测量的次数)。
取测量温度的平均值为t =∑t_i/N ；导热系数示值的平均值为λ＝∑λ_i/N，以及参考板导热系数标准值的平均值为λ_S＝∑(λ_S)_i/N，计算得到的t、λ和λ_S作为温度、被校瞬态导热仪导热系数示值以及导热系数标准值的校准结果。

校准结果的表达
校准数据
校准证书应给出温度、被校瞬态导热仪的导热系数示值及导热系数标准值。有数个校准温度点的情况，可列表给出结果。
温度值保留至小数点后一位，被校瞬态导热仪的导热系数示值及导热系数标准值保留三位有效数字。校准结果的扩展不确定度以相对值表示，保留两位有效数字。

【实验仪器制备，推荐使用】

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京都电子KEM 热线法导热系数瞬态测定仪 QTM-710/QTM-700

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