TP02是荷蘭hukseflux公司生產的可以對以高精度水平插入介質的用于導熱系數(或熱阻)進行實際和快速的測量的儀器。它符合ASTM D 5334-00,D 5930-97和IEEE 442-1981標準。標準TP02探頭已經證明適用于土壤,熱回填材料,沉積物,食品,粉末,污泥,油漆,膠水和各種其他材料。非穩態探頭(NSSP)測量方法(也稱為瞬態線源,熱針,熱針,熱脈沖和專線技術)具有快速和優良的基本優勢,而樣品尺寸不是危急。Hukseflux專注于NSSP設計。已經開發了用于原位現場實驗的特殊模型。對于土壤中的長久性安裝,可以使用專用型號TP01。TP02與瓦赫寧根大學應用物理小組合作設計和測試。
美國材料與試驗協會(ASTM)和電氣與電子工程師協會(IEEE)的標準描述了確定材料導熱系數的成熟方法。ASTM D 5334-00和D 5930-97以及IEEE Std 442-1981“標準測試方法”規定了在各種應用中使用非穩態探針(NSSP)。通常,NSSP由代表上乘線源的加專線和能夠測量該源溫度的溫度傳感器組成。將探針插入研究的培養基中。NSSP原理依賴于線源的獨特屬性:在短暫的瞬態過后,溫度上升ΔT僅取決于加熱器功率,Q和中等熱導率,λ:
ΔT=(Q /4πλ)(ln) t + B)
K為ΔT,W / m為Q,W / mK為λ,t為秒,B為常數。通過測量加熱器功率并及時追蹤溫度(對于TP02通常加熱100s),可以計算λ。樣本量并不重要。Q,t和ΔT的測量值分別是功率,時間和溫度的直接測量值。無需參考材料即可完成。TP02的測量是優良的。TP02可以作為單獨的探針測量,以結合到用戶的測量和控制系統中。它適用于Campbell Scientific CR1000系列以及以上采集器。
TP02設計優勢:
● 佳精度:TP02在針頭中包含2個熱電偶接頭,產生電壓輸出U,與ΔT成比例。尖的那個沒有加熱。主信號是長度為1/3的熱接頭與尖的冷接頭之間的差分信號。在這種配置中,開始測量之前的電壓總是很小,與介質溫度無關。在針中僅有一個傳感器的設計中,信號U將出現在較大信號的頂部。在高溫和低溫下測量時,兩種結設計具有極高的精度。另外,通過在針中具有冷結和熱結,對介質的溫度變化的敏感性被*小化。
● 底座中的溫度傳感器:底座中的參考溫度傳感器(Pt1000)用作建立優良介質溫度T的“冷端”測量。這是ASTM要求的。
● 溫度和水分抵抗性:TP02上所有的材料都很高的溫度抵抗性,針全部由不銹鋼制作,焊接尖的保等級為IP68,壓縮熱塑電纜的保護等級為IP67,整體防水。
● 標準電纜和連接器:在底部裝如Pt1000鉑電阻溫度傳感器,使用銅芯電纜和連接器,可以用普通的電纜延長TP02的電纜。
● 長期穩定性:全部密封的結構可以在實質上保護內部不會受到侵蝕,長時間的維持傳感器的穩定性。
● 數據處理:從TP02獲得的數據可以用電子表格程序進行直接處理。
TP02標定追溯標準(ISO 9000):
探頭穩定性的確認可以通過在甘油中的重復(每年)測試,而且更適合在多個溫度條件下。標定參比筒(CRC)可溯源至NPL,標定參比筒可以從Hukseflux公司購買。TP02也可以適合在ISO標定實驗室中使用作為標定參比。
TP02應用領域:
土壤和軟石研究
食品、塑料和粉末研究
技術性能參數:
l 測試方法:ASTM D 5334-00和D 5930-97 IEEE Std 442-1981
l 針長:150 mm
l 可溯源:NPL
l 范圍(λ): 0.1~6 W/m.K
l 靈敏度(?T):K型熱電偶,ANSI MC96.1-1982
l 溫度范圍:-55~180℃
l 精度(@ 20 °C):±(3%+0.02) W/mK
l 溫度依賴性精度:±0.02 %/K (額外)
l 測量循環周期:200 s (典型)
l 供電需求(開關):3 V,1 Watt (*大)
l 介質/采樣需求:顆粒狀材料,粉末,泥漿,凝膠,糊狀物,某些采樣需要預先鉆孔
l 采樣尺寸:*小20 mm半徑
l 針和基部保護等級:IP68
l 整個傳感器保護等級:IP67