TP02 土壤热导率探头
非稳定状态探头—热导率测量
TP02是一种探头,可以快速准确地测量出介质的热导率(或热阻),精度高。该探头符合ASTM D5334-14,D5930-97和IEEE 442-1981标准,标准的TP02探头在土壤、热回填材料,沉积物、食品、粉末、 污泥、油漆、胶水以及其它各种材料中已经被证实具有非常好的稳定性。非稳态探测器(NSSP)测量方法 (也称为瞬态线源,热针,热脉冲和热线技术) 的基本优势是快速。Hukseflux专门从事NSSP设计,特殊的型号已经开发用于现场实验。为了长久性的安装在土壤里面,设计了一个专注的型号—TP01。TP02的设计和测试都是和瓦格宁根大学的应用物理小组一起合作完成。
TP02非稳态探头由带有2个热电偶结的针组成;热接头(3),以及冷接头(4)(尖头的冷接头保持稳定的温度)和电热丝(2)。将针头插入要研究的介质中。在基准(6)中,参考温度传感器(pt1000),(1)已安装。这种设计的优点:精度独立于中等温度,对热梯度的敏感性小。针长150毫米。所有尺寸以毫米为单位。
TP02 简介
美国学会的标准测试与材料研究所(ASTM)电气和电子工程师(IEEE)描述证实了测量材料热导率的方法。ASTM D5334-14和D5930-97以及IEEE标准442-1981“标准测试方法”特殊用于非稳态探测器(NSSP),并且已经在各种领域得到应用。一个NSSP由加热导线,上乘线源,一个温度传感器组成。温度传感器用于测量这个源的温度。NSSP的原理是依赖于线源的独特属性:短时温度上升期间,?T取决于加热器功率,Q,以及介质热导率λ:
?T = (Q / 4 π λ) (ln t + B)
?T单位是K,Q单位是W/m,λ单位是W/mK,t为时间单位是s,B为常数。通过测量加热器功率,并跟踪温度时间(对于TP02典型为100s),λ可以被计算出来。没有限定采样尺寸。
测量Q,t和 ?T,可以分别直接测量功率,时间和温度。完成这些测量不需要参考材料。
TP02作为一个单独的探头,可以和用户的其它测量和控制系统一起工作,可以和Campbell Scientific的CR10X和CR1000数据采集器一起工作。
TP02 设计
Hukseflux的TP02设计涵盖了广泛的应用,设计考虑因素如下:
●TP02包含2个热电偶,外形为针式,电压输出U与 ?T成正比。一个尖头不能被加热,只是作为一个参比。主要信号是此热接头之间的差分信号长度的1/3和尖头处的冷接头。开始测量之前,这个电压总是很小,独立于介质温度。只有在针头上有一个传感器,U在顶部发出较大的信号。
两个热电偶设计具有卓越的精度,尤其是在测量高温和低温时。
此外,针中的冷结和加热结,介质温度变化的灵敏度已经被小化。
● 基本温度传感器:传感器基于Pt1000铂电阻,作为一个冷 结测量,建立了介质温度T(ASTM要求的)。这个用于温度热电偶灵敏度校正,也可以在整个量程范围内提供卓越的精度。
● 耐温湿度:TP02上所有的材料都具有耐高温特性,针全部由不锈钢制作,TP02已完全密封。它有一个焊接保护,这种密封保证了传感器的长期稳定性,整个针防水。
● 标准电缆和连接器:底座中的Pt1000温度传感器,使用铜芯 电缆和连接器,用于TP02的电缆延长。
● 长期稳定性:全部密封的结构可以在实质上保护内部不会受 到侵蚀,长时间的维持传感器的稳定性。
● 数据处理:从TP02获得的数据可以用电子表格进行直接处理 程序。
标定/ISO 9000
验证总探头的稳定性可以通过重复(每年)测试,可追溯校准参考气缸(CRC),这些可以从Hukseflux购买。TP02适合在ISO标定实验室中使用。
更多信息/可选项
标准:ASTM标准可以在上获得;
替代设计:Hukseflux专门从事NSSP设计。替代型号:比如更 小、更牢固、温度抵抗性更强的TP08;
土壤的长久性安装:TP01专门设计用于长期监测;
测量和控制解决方案:详见TP02手册;
手册:TP02手册是可通过电子邮件以PDF文件形式免费获得;
为了更高精度的标定,CRC标定参比筒可以使用;
为了插入硬度很高的土壤,GT系列导深管可以使用。
技术性能参数
测试方法:ASTM D5334-14和D5930-97 IEEE标准442-1981;
针长:150 mm ;
可溯源:NPL ;
范围(λ): 0.1—6 W/m.K ;
灵敏度(?T):K型热电偶,ANSI MC96.1-1982;
温度范围:-55至+180℃ ;
精度(20 °C时):+/- (3% + 0.02)W/mK;
温度依赖性精度:+/- 0.02 %/K (附加) ;
测量循环周期:100 s (典型值) ;
供电需求(开关):3 V,1 瓦 ;
针和基部保护等级:IP 68 ;
整个传感器保护等级:IP 67;
介质/样品需求:颗粒状材料,粉末,泥浆,凝胶,糊状物,某些样品需要预先钻孔。采样尺寸:最小半径20 mm ;
更小采样:咨询HUkseflux。
注意:请参阅手册获得更加详细的信息。
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