Ekonomiczna platforma pomiarowa (MP-2). MP-2 to ekonomiczny miernik z unikalnym wyborem czujników przewodności cieplnej do różnych zastosowań, z naciskiem na pomiary podstawowe. Najlepszy do cieczy, ciał stałych, past i proszków. Miernik przewodności cieplnej MP-2 w zależności od wybranej sondy do gleby, skał, betonu i polimerów, tekstliów i cieczy. Zgodnie z normami: ASTM D5334, IEEE 442.
- Zgodność z normami: ASTM D5334-14, IEEE 442-1981, IEEE 442-2017, ASTM D7896-19, ASTM D984-16
- Typowe próbki: ciecze, pasty, gleby, skały, beton, polimery, materiały izolacyjne, tkaniny...
- Pomiar przewodności cieplnej, oporu cieplnego, ciepła właściwego objętościowego i efuzji cieplnej (w zależności od czujnika)
- Przenośne urządzenie wielotechniczne, które może być wyposażone w różne czujniki w zależności od zastosowania
- Prosta obsługa
- Zakres temperatur: zmienny, zależny od techniki i czujnika.
- Wymiary próbki: zmienne, zależne od techniki i czujnika.
- Zakres pomiaru przewodności cieplnej: 0,01 ÷ 5 W/m*K (zależny od techniki i czujnika).
- Zakres pomiaru oporu cieplnego: 0,2 ÷ 10 m*K/W (w zależności od czujnika)
- Zakres pomiaru efuzyjności cieplnej: 35 ÷ 1700 W√s/m2K
MP-2 to przenośny miernik używany do pomiaru przewodności cieplnej i rezystywności cieplnej różnych próbek, w tym gleby, skał, betonu i polimerów. Testy są wykonywane po naciśnięciu przycisku, a wyniki są natychmiast wyświetlane. MP-2 posiada czujniki automatycznie rozpoznawane z odpowiednimi parametrami testów wraz z wczytywanymi parametrami. Miernik MP-2 jest zgodny m.in.z normami ASTM D5334 i IEEE 442 po wyborze odpowiedniej sondy. Czujnik składa się z cienkiego przewodu grzejnego i czujnika temperatury zamkniętego w stalowej rurce o długości 150, 100 lub 50 mm. Czujnik należy całkowicie umieścić w badanej próbce materiału. Zdolność do przewodzenia ciepła przez dany materiał charakteryzuje współczynnik przewodzenia ciepła λ [W/(m⋅K)]. Jest on definiowany jako gęstość ustalonego strumienia ciepła przepływającego przez jednolitą warstwę materiału, gdy spadek temperatury ∆T w stosunku do grubości warstwy d wynosi 1 K/m.
Wyznacza się go ze wzoru:
λ = Q d/ ∆T A t
gdzie:
Q – ilość ciepła [J],
d – grubość warstwy [m],
∆T – różnica temperatur na powierzchniach warstwy [K],
A – powierzchnia warstwy [m2],
t – czas przepływu ciepła [s].
Im niższy współczynnik przewodzenia ciepła, tym lepsze właściwości termoizolacyjne materiału. Współczynnik λ zależy od wielu czynników, głównie od rodzaju materiału (tworzywa budującego szkielet oraz specyfiki porów), od zawartości wilgoci, temperatury, kierunku przepływu ciepła, wieku.
Wyznacza się go ze wzoru:
λ = Q d/ ∆T A t
gdzie:
Q – ilość ciepła [J],
d – grubość warstwy [m],
∆T – różnica temperatur na powierzchniach warstwy [K],
A – powierzchnia warstwy [m2],
t – czas przepływu ciepła [s].
Im niższy współczynnik przewodzenia ciepła, tym lepsze właściwości termoizolacyjne materiału. Współczynnik λ zależy od wielu czynników, głównie od rodzaju materiału (tworzywa budującego szkielet oraz specyfiki porów), od zawartości wilgoci, temperatury, kierunku przepływu ciepła, wieku.
Dostępne sondy pomiarowe:
Funkcje
MP-2 to przenośny miernik używany do pomiaru przewodności cieplnej i rezystywności cieplnej różnych próbek, w tym gleby, skał, betonu i polimerów. Testy są wykonywane po naciśnięciu przycisku, a wyniki są natychmiast wyświetlane. MP-2 posiada czujniki, które są automatycznie rozpoznawane, a odpowiednie parametry testowe są automatycznie ładowane.
MP-2 wyposażony w odpowiednie sondy jest zgodny z normami ASTM D5334-22a i IEEE 442-2017. Igła czujnika składa się z cienkiego drutu grzewczego i czujnika temperatury zamkniętego w stalowej rurce o długości 150, 100 lub 50 mm. Czujnik jest całkowicie wprowadzany do badanej próbki. Ciepło jest dostarczane do próbki za pomocą źródła prądu stałego (q), a wzrost temperatury jest rejestrowany w określonym czasie. Nachylenie (a) z wykresu wzrostu temperatury w funkcji logarytmu czasu jest wykorzystywane do obliczania przewodności cieplnej (k). Im wyższa przewodność cieplna próbki, tym mniejsze nachylenie. W przypadku próbek o niskiej przewodności cieplnej nachylenie będzie wyższe.
Specyfikacja
Do miernika należy dobrać odpowiednią sondę spośród poniższych:
| Metoda | TLS-100 | TLS-50 | TLS-150 |
| Materials | Gleba, ciała stałe, pasty i proszki | Skała, beton i polimery | Gleba, ciała stałe, pasty i proszki |
| Przewodność cieplna (W/m-K) | 0.1 do 5 | 0.3 do 5 | 0.1 do 3 |
| Oporność cieplna (mK/W) | 0.2 do 10 | 0.2 do 3.3 | 0.3 do 10 |
| Objętościowe ciepło właściwe (MJ/m³K) | N/A | N/A | N/A |
| Dyfuzyjność cieplna (mm²/s) | N/A | N/A | N/A |
| Najmniejszy rozmiar próbki (mm) | 100 długość, 50 średnica | 50 długość, 50 średnica | 150 długość, 50 średnica |
| Największy rozmiar próbki (mm) | Bez ograniczeń | Bez ograniczeń | Bez ograniczeń |
| Czas testu (minuty) | 3 | 3 | 3 |
| Dokładność (przewodność cieplna) | 5% | 5% | 5% |
| Powtarzalność (przewodność cieplna) | 2% | 2% | 2% |
| Zakres temperatur (°C) | -40 do 100 | -40 do 100 | -40 do 100 |
| Normy | ASTM D5334-22a, IEEE 442-1981 | N/A | ASTM D5334-14, IEEE 442-2017 |
* Ciepło właściwe
Pozostałe sondy:
| Metoda | MTPS | THW-L3 | TPS-EFF |
| Materiały | Ciała stałe, pasty i proszki Zmodyfikowane przejściowe źródło płaskie (MTPS): Do badania przewodności cieplnej ciał stałych, past i proszków. Do tego asymetrycznego (jednostronnego) czujnika potrzebna jest tylko jedna próbka. |
Ciecze Przejściowy gorący drut (THW-L3): Do badania przewodności cieplnej cieczy zgodnie z normą ASTM D7896-19. |
Tkaniny i materiały stałe
Przejściowe źródło płaskie (TPS-EFF): Do testowania ciepła lub chłodu tkanin i tekstyliów. Zgodny z normami branżowymi zgodnie z ASTM D7894. Effusywność cieplna, wyrażana w jednostkach W√s/m²K, mierzy zdolność materiału do wymiany ciepła z otoczeniem. Określa ona, jak „chłodny” lub „ciepły” jest materiał w dotyku, ponieważ jest to pierwiastek kwadratowy z iloczynu przewodności cieplnej materiału, jego gęstości i ciepła właściwego. Wysoka efusywność cieplna oznacza, że materiał łatwo pochłania lub rozprasza ciepło, przez co wydaje się chłodniejszy, natomiast niska wartość wskazuje, że wydaje się cieplejszy, ponieważ przenosi mniej ciepła. |
| Przewodność cieplna (W/m-K) | 0.029...20 | 0.01 do 1 | N/A |
| Oporność cieplna (mK/W) | N/A | N/A | N/A |
| Objętościowe ciepło właściwe (MJ/m³K) | N/A | N/A | N/A |
| Efuzyjność cieplna (aktywność cieplna) (W√s/m²K) |
N/A | N/A | 35...1700 |
| Dyfuzyjność cieplna (mm²/s) | N/A | N/A | N/A |
| Najmniejszy rozmiar próbki (mm) | średnica lub bok 25mm | 15ml | 30 średnica |
| Największy rozmiar próbki (mm) | Bez ograniczeń | Bez ograniczeń | Bez ograniczeń |
| Czas testu (s) | 10, 20 i 40 | 1 | 2 i 10 |
| Dokładność (przewodność cieplna) | 5% | 5% | 5% |
| Powtarzalność (przewodność cieplna) | 2% | 2% | 2% |
| Zakres temperatur (°C) | 0 do 80 | 0 do 80 | -10 do 50 (0...90% bez kondensacji) |
| Normy | konieczność pomiaru z jednej strony | ASTM D7896-19. | ASTM D7894. |
* Ciepło właściwe
Dostępne czujniki pomiarowe:
- Czujnik 100 mm
Opcjonalny czujnik TLS-100 - 100 mm (zgodność z ASTM D5334-22a) do badania gleby, miękkich materiałów, polimerów i materiałów łatwych do wiercenia. Czujnik igłowy jest całkowicie wprowadzany do izotermicznej próbki, a pomiar jest wykonywany za naciśnięciem przycisku. Po 180 sekundach wyświetlane są wyniki przewodności cieplnej i rezystywności cieplnej. Zapisane wyniki można również wyeksportować do komputera za pomocą wygodnego oprogramowania narzędziowego i połączenia USB. Krzywe wysychania termicznego gleby można przygotować, mierząc przewodność cieplną próbki przy różnych zawartościach wilgoci, gdy próbka wysycha od nasycenia. Typowe podejście do suszenia obejmuje ogrzewanie gleby w podwyższonej temperaturze. Próbka jest wyjmowana, ważona i mierzona pod kątem przewodności cieplnej w różnych odstępach czasu, aż do całkowitego wyschnięcia. - Czujnik TLS 50 mm - opcjonalny czujnik 50 mm
Czujnik 50 mm został zaprojektowany do badania twardych próbek, takich jak skały i beton. Wywiercenie wymaganego otworu o średnicy 4 mm x 50 mm w sztywnych próbkach jest łatwe dzięki dostarczonemu wiertłu do muru. Podczas testowania twardych próbek stosuje się termiczny smar kontaktowy w celu zwiększenia kontaktu między czujnikiem a próbką. - Czujnik TLS 150 mm
Opcjonalny czujnik 150 mm jest używany do badań laboratoryjnych i terenowych gleby i miękkich materiałów zgodnie z IEEE 442-2017. Igła jest całkowicie wprowadzana do izotermicznej próbki, a pomiar jest wykonywany po naciśnięciu przycisku. Po 180 sekundach wyświetlane są wyniki przewodności cieplnej i rezystywności cieplnej. - Czujnik do cieczy THW-L3 Do badania przewodności cieplnej cieczy zgodnie z normą ASTM D7896-19.
- Czujnik MTPS do badania przewodności cieplnej ciał stałych, past i proszków. Do tego asymetrycznego (jednostronnego) czujnika, potrzebna jest tylko jedna próbka.
- Czujnik TPS-EFF Effusywność cieplna skóry i tkaniny w różnych temperaturach. Czujniki przewodności cieplnej przejściowej działają na podobnej zasadzie. Przewód czujnika jest podgrzewany za pomocą źródła prądu stałego (q), a wzrost temperatury jest rejestrowany poprzez monitorowanie zmiany oporu elektrycznego przewodu (THW i EFF). W przypadku próbek o wysokiej przewodności cieplnej opór wzrasta wolniej w miarę upływu czasu; w przypadku próbek o niskiej przewodności cieplnej opór wzrasta szybciej w miarę upływu czasu. TPS-EFF to przenośny miernik efuzji cieplnej do tekstyliów, tkanin i ciał stałych, zgodny z międzynarodową normą testową ASTM D7984-16. Czujnik ten ma zakres pomiaru efuzji cieplnej od 35 do 1700 (W√s/m2K) i zakres temperatur od -10 ºC do 50 ºC. Pojedynczy pomiar można ustawić na 2 lub 10 sekund. TPS-EFF charakteryzuje się dokładnością pomiaru na poziomie 5% i powtarzalnością na poziomie 2%, co czyni go wysoce dokładnym i precyzyjnym przyrządem do pomiaru efuzji cieplnej tekstyliów, tkanin i ciał stałych. W próbkach niebędących ciałami stałymi występuje więcej sposobów przenoszenia ciepła niż tylko przewodzenie. Gdy w próbce występują inne mechanizmy przenoszenia ciepła, takie jak konwekcja i promieniowanie, bardziej odpowiednim terminem niż przewodność cieplna staje się przewodnictwo cieplne. Mierzy się go najczęściej w celu przewidzenia, jak „chłodny” lub „ciepły” jest dany materiał. Jest ona proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z gęstości, przewodności cieplnej i ciepła właściwego materiału. Próbki o dużej gęstości, wykonane z materiałów o wysokiej przewodności cieplnej i ciepła właściwego, mają wysokie wartości efzywności cieplnej i odwrotnie. W zależności od sytuacji można chcieć, aby materiał był ciepły lub zimny, aby zapewnić użytkownikowi komfort. Na przykład użytkownik może chcieć, aby płaszcz zimowy był ciepły w chłodne dni, a wnętrze samochodu było chłodne latem. Skóra i tkanina Jeśli chodzi o wnętrza pojazdów, istnieje kilka różnych opcji materiałów na siedzenia. Skóra jest często spotykana w droższych samochodach, ponieważ jest bardziej atrakcyjna niż prostsze siedzenia z tkaniny, jednak jest również bardziej podatna na zmiany temperatury. Siedzenie na skórzanych siedzeniach w samochodzie, który stał w słońcu latem, może być bardzo niekomfortowe, podobnie jak wsiadanie do samochodu zimą. Zastosowanie pokrowców na siedzenia z tkaniny w niektórych miesiącach może być pomocne w zapewnieniu maksymalnego komfortu siedzeń w pojeździe. Efektywność cieplna skóry i tkaniny Pozorną emisyjność cieplną/efusywność cieplną (W√s/m2K) skóry i tkaniny zmierzono w czterech różnych punktach temperaturowych (-10°C, 5°C, 20°C i 35°C) przy użyciu TPS-EFF (Transient Plane Source-Effusivity) w celu określenia wpływu temperatury na efusywność cieplną. Jako materiał kontrolny zastosowano Lexan, który nie powinien wykazywać znacznych zmian promieniowania cieplnego w różnych punktach temperaturowych, ponieważ jest gładki i jednorodny. Zastosowano czasy testowe wynoszące 2 i 10 sekund, aby symulować zarówno krótki, jak i długi czas kontaktu, w celu określenia, jak materiały odczuwalne są przy pierwszym kontakcie oraz jak odczuwalne są po przeniknięciu fali ciepła z TPS-EFF do próbki. Oczekuje się, że skóra będzie miała większy zakres wartości efuzji w różnych temperaturach niż pokrowce na siedzenia z tkaniny. Klient może zatem zdecydować się na pokrowce z tkaniny na skórzane siedzenia w niektórych porach roku, aby uniknąć ekstremalnie gorących lub zimnych siedzeń samochodowych, które byłyby niewygodne.
- Tabela 1: Wyniki pomiarów lexanu, skóry i tkaniny za pomocą TPS-EFF w różnych temperaturach
| Temperatura (°C) | ||||
|---|---|---|---|---|
| -10 | 5 | 20 | 35 | |
| Próbki | Efektywność cieplna (W√s/m2ꞏK) | |||
| Lexan | 548.7 | 576.8 | 590.1 | 613.0 |
| Skóra | 266.5 | 295.8 | 321.1 | 344.1 |
| Materiał | 51.6 | 80.4 | 82.0 | 87.6 |
Jak pokazano w [tabeli 1], widoczna efuzja cieplna wzrasta wraz z temperaturą dla każdej z badanych próbek. Skóra ma największy zakres wartości efuzji, a tkanina najmniejszy. Oznacza to, że skórzane siedzenia będą wydawały się chłodniejsze w chłodne dni i cieplejsze w ciepłe dni niż siedzenia pokryte tkaniną. W przypadku siedzeń samochodowych narażonych na działanie ekstremalnych temperatur bardziej komfortowy byłby materiał o niższej efuzji, ponieważ powodowałby on mniejszy szok termiczny wynikający z różnicy temperatur między materiałem a użytkownikiem.
Urządzenie TPS-EFF charakteryzuje się dokładnością pomiaru na poziomie 5% i powtarzalnością na poziomie 2%, co czyni je bardzo dokładnym i precyzyjnym przyrządem do pomiaru efuzji cieplnej tekstyliów, tkanin i ciał stałych.
Mapowanie magazynów, komór, zgodnie 21CFR Part11
Pirometr - co to jest, jak działa i do czego służy?