资料简介：

DRX-3B（平行热线法）导热系数测试系统说明书

一、概述

DRX-3导热系数测试仪采用瞬态热线法，含交叉线法和平行线法，主要测量固态和粉状材料在不同温度下导热系数、导温系数（热扩散系数）和比热容。具有高精度、高分辨率、高复现性等特点。由计算机控制进行自动测量。广泛适用于研究院校、质检、厂矿等部门对材料的导热系数测量。

本仪器是在我厂原DRX-2基础上重新进行开发设计，提高了测量精度和重现性，结构更加合理，使用更方便。DRX-3B采用平行线法，测量小于25w/mk的材料。

仪器参考标准：GB/T 5990-2021《耐火材料导热系数、比热容和热扩散系数试验方法(热线法)》；；GB/T17106-1997《耐火材料导热系数实验方法（平行线法）》；GB 11205-2009《橡胶热导率的测定（瞬态热丝法）》; GB/T10297-2015《非金属固体材料导热系数的测定(热线法)》等。

二、主要技术指标

1、测量范围：0.015~5.0 W/(m·K),

2、温度范围：室温～280℃（需配室温～280℃恒温实验箱）配镍铬-镍硅热线；

3、测量精度：<±5.0 %

4、试样尺寸：2块不小于40mm×80mm×114mm的互相对称的长方体或2块横断面直径不小于80mm，长度不小于114mm的半圆柱体叠合成的圆柱体；建议按标准砖尺寸230 mm×110mm×65 mm或 230 mm×110 mm×75 mm（或根据用户要求订做），

5、温度分辩：0.001℃

6、热线电源：电流分辩0.1mA，电压分辩0.1mV

7、设备电源：电压220V；频率50Hz；功率500W（配用电炉温度控制器电源的要求参看电炉温度控器说明书）

三、瞬态热线法测量原理

瞬态热线法的理论基础是无限大介质中的径向一维非稳态导热。设有一根半径为ro的无限长金属线源竖直地插入液体中，线源的热导率无限大，热容量近似为零，液体和线源在初始时刻处于热平衡，设平衡温度为To，当突然给线源加恒定的热流q时，热量完全从线源传递给被测材料。

Carslaw和Jaeger基于材料对一无限小、长热线源恒定热流的温度响应给出了热线法计算材料导热系数数学解：

                            （1）

式中θ为探头温升，T为t时刻探头温度，T₀为探头初始温度，q为加热功率，λ为样品导热系数，α为样品热扩散系数，r为测试径向位置，E_i为指数积分函数，其表达式为：

                                   （2）

其中μ=r²/4αt，当r²/4αt << 1时，可用其前两项表示，从而得到：

                          （3）

其中欧拉常数C=0.57726。对上式两端取微分可得到样品导热系数：

                           （4）

以上推导忽略了探头的尺寸和热容等影响因素，实际测量中，由于探头具有一定体积和热容，因此在探头开始加热时，样品温升会有个时间滞后，在对数时间—温升曲线图上表现为一非线性段，这个时间取决于探针尺寸和结构，之后进入线性段，曲线将趋于平稳。本仪器采用用筛选数据法取线性段上的数据进行线性拟合，从而得到导热系数值。当材料的导热系数已计算出，也就能计算出热扩散系数。

比热容通过如下公式计算：

          C=λ/(a*p)

a：热扩散率，单位m²／s

λ：导热系数，单位W／(m·K)

p：密度，单位g／m³

C：比热容，单位KJ／(kg·K)

四、仪器安装调试

1、将仪器安置在平稳坚固的工作台上，连接好电源线。

2、连接好传感器线和仪器与计算机的通信线。

3、如配有电阻炉温度控制器，请按控制器说明书要求安装好。

4、计算机系统必须Microsoft  XP系统，在计算机中安装Microsoft office Excel2003和Microsoft office Access2003，再安装DRX导热系数测试软件（交叉线法和平行线法软件是独立的，选择你所需要的或都安装），如需打印报表还要安装打印机。

5、如计算机没有2个9针COM口，需配RS232转USB线或RS232板卡，并安装相应驱动。如设备配有电阻炉作环境温度控制器时，电脑需3个9针COM口。

6、打开仪器电源开关，启动计算机，运行DRX导热系数测试软件。如通信端口设置正确，自动进入测试软件主界面。否则弹出通信端口设置界面，分别选择恒流源和电压表通信端口地址，按“测试”键，如文本框中读到与仪器相对应数据，请按“停止”键。如果恒流源和电压表的数据都能读入计算机，请按“进入测试界面”键进人测试软件主界面。否则需检查通讯线路和通讯端口设置是否正确。

7、单击菜单“参数设置-探头参数”，弹出用户验证界面，输入用户名和密码（仪器用户名：xt，密码：808），进入探头参数设置界面，请输入探头参数，确认退出。

8、单击菜单“参数设置-修正系数”，弹出用户验证界面，输入用户名和密码（仪器用户名：xt，密码：808），进入修正系数设置界面，请输入探头上的数值，确认退出。

9、如配有电阻炉温度控制器，请将电炉通信线联入计算机。单击单击菜单“电炉温控-通信设置”，弹出电炉通信设置界面，设置好电炉所用通信号，确认退出。单击单击菜单“电炉温控-参数设置”，弹出电炉参数设置界面，设置控制参数，确认退出。然后单击单击菜单“电炉温控-电炉控制”，弹出电炉控制界面，电炉的温度等数据进入软件，你可通过这个界面控制电炉。