HFM Series 熱流式檢測儀系列

用於量測絕緣和建築材料的導熱係數儀

符合國際標準ASTM C518、 ASTM C1784、 ISO 8301、
JIS A1412、EN 12667和 EN12667
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HFM熱流式檢測儀系列
熱流式檢測儀是一項易於操作且針對絕緣材、建築材、包裝材和其他零配件的熱傳導與熱阻抗進行檢測。量測熱傳導的重要性除了量化樣品材料 的傳熱能力以及其他熱性能的表現外，最重要的是能夠定義其能量效率。Thermtest 在設計與策劃HFM系列產品時，不僅結合了高準確度、高再 現性以及廣泛的測試溫度範圍，同時亦為業界領先，物超所值。

HFM特性

第二代HFM-100 / HFM-100 HT / HFM-50檢測儀是針對隔熱產品和建築材料樣品進行穩態熱導率測量的理想選擇。Thermtest對熱流儀（HFM）進行了嚴格而精心的設計，以滿足多項國際標準的要求，其中包括ASTM C518、ASTM C1784、ISO 8301、JIS A1412、EN 12667和EN12664。操作HFM的步驟非常簡單且直觀，使用者只需將樣品放置在具有加熱與冷卻 功能的上下測試板之間，位於上測試板四個角的步進器會驅動其下降至完整接觸樣品的表面，測試板與樣品的接觸可通過預設值給予壓力，亦可由使用者所定義的樣品厚度進行控制。

步進器由獨立的光學編碼器所控制，用於測量樣品厚度（L），可精確到0.05 mm（0.0019英吋）。步進器的設計可讓上測試板感知樣品的厚度差異並進行微調，以此來優化測試板與樣品的接觸並進行準確地測量。上下測試板板內都各帶有熱流感測器，用於定時監測上測試板和下測試板因溫差（ΔT）產生的熱流（Q/A），待觀察到熱流已達穩定狀態後，利用復合熱流測量熱阻（R），並根據傅里葉定律計算出熱導率（λ）。

特性
HFM-100/HFM-50 熱流計
  • 兩個帶有表面熱電偶的通量感測器，用於精確測量熱阻和熱導率
  • 具有多個珀爾帖的（Peltier）加熱/冷卻板， 用於快速控制溫度
  • 準確率可達0.05 mm（0.0019英吋）
  • 前操作面板可以基礎控制HFM的功能，或者可用HFM軟體進行測試設定與其他功能的使用，比如數據列印與導出
  • 夾板可以設置為自動或使用者定義的厚度 ，適合可壓縮材料的測試。
  • 符合多項國際標準：ASTM C518、ASTM C1784、ISO 8301、 JIS A1412、EN 12667和EN 12664

Specification

Following international standards, the HFM Series is designed for testing both homogeneous and heterogeneous materials of a range ofsample dimensions.

Methods

HFM-100

HFM-100 HT

HFM-50

HFM-25

Materials

Insulation, solids, and

textiles

Insulation, solids, and

textiles

Insulation, solids, and

textiles

Insulation, solids, and

textiles

Type of Sensors

Flux sensors (x2)

Flux Sensors (x2)

Flux sensors (x2)

Flux sensors (x2)

Thermal conductivity (W/m•K)

0.002 to 0.5

0.002 to 0.5

0.002 to 0.5

0.01 to 0.3

Specific heat

Optional

Optional

Optional

N/A

High thermal conductivity kit (W/m•K)

Optional (up to 2.5)

Optional (up to 2.5)

Optional (up to 2.5)

N/A

Sample size (mm)

300 x 300 x up to 100

300 x 300 x up to 100

200 x 200 x up to 50

Up to 300 x 300 x 25

Test time (minutes)

30 to 40

30 to 40

30 to 40

20

Accuracy (Thermal conductivity) *

1 to 2%

1 to 2%

1 to 2%

3%

Repeatability (Thermal conductivity)

0.5 to 1%

0.5 to 1%

0.5 to 1%

1%

Plate temperature range (°C)

20 to 75**

-30 to 110**

-20 to 70**

10 to 75

Factory calibrated

Yes

Yes

Yes

Yes

Standard

ASTM C518, ASTM C1784,

ISO 8301, JIS A1412, EN

12667, and EN 12664

ASTM C518, ASTM C1784, ISO 8301, JIS A1412, EN 12667, and EN 12664

ASTM C518, ASTM C1784, ISO 8301, JIS A1412, EN 12667, and EN 12664

ASTM C518, ASTM C1784, ISO 8301, JIS A1412, and EN 12667

*Performance verified with NIST 1450d / 1450e
**Chilled circulator required

HFM亮點

热流测量

熱流測量

熱流感測器即熱電堆感測器，由均勻佈置在感測器表面的熱電偶接頭所組成。每個單獨的接頭皆會產生一個電壓，該電壓與熱電偶的冷熱接頭的溫差成正比。為了準確測量熱流，在HFM的每個測試板的表面集成一個帶有三個表面熱電偶的熱流感測器。這種緊密的接觸降低了所需的校准水平，從而改善了測試結果。
温度控制

溫度控制

熱電珀耳帖（Peltier）元件用於加熱和冷卻HFM測試板。熱電元件是一種固態主動式熱泵，它根據電流的方向，在消耗電能的同時，將熱量從設備的一邊傳遞到另一邊。這種靈活性允許使用者在<0.01°C（0.018°F）的溫度解析度下輕鬆地改變加熱和冷卻指令，從而能與他們的測試應用達成最佳匹配。每塊測試板包含多個大功率熱電模塊，並配有表面熱電偶， 還有智能溫度控制來對板溫速度和準確率進行優化。
厚度测量

厚度測量

準確的樣品厚度是影響材料熱阻值的重要因素之一，進而推導出樣品的熱導率。 。 HFM 系統的優點是可自動確定剛性材料的樣品厚度或使用者定義的可壓縮材料的樣品厚度。 使用數字光學編碼器(步進器)技術測量樣品厚度。 四個步進器位於上測試板的四個角落。步進器可確保最準確的測量樣品厚度（< 0.05 毫米/0.0019 英寸） ，並最終測量被測材料的熱阻。 步進器組件的設計是以齒條進行固定與移動，此確保步進器與測試板可完整且持久的相連著，亦可使HFM 系統能夠智能且精確地解決測試板的任何與樣品表面的對準問題。

多樣化操作

HFM為使用者戶提供了兩種多用途和方便的操作方法:使用前置控制面板獨立進行測量，或者使用HFM軟體。簡單易用的軟體相較於前面板操作提供了額外的功能，包括設定自動測試 (不限循環次數)、測試時的溫度變化(多個溫度區間)、以及其他附加功能(如數據保存、導出和列印測量結果等)。而使用前面板控制時，使用者仍可以預設多達五個自動測試溫度區間。HFM結果可使用公制或英制單位顯示，可依使用者習慣之單位進行設定。
夾緊控制

夾緊控制

對於剛性材料，測試板會自動夾緊，以實現樣品和熱流感測器之間的最佳接觸。對於可壓縮材料，可手動輸入所需的樣品高度，測試板將在輸入的樣品高度自動停止。
参照材料

參照材料

每台HFM系統都配有一套來自美國國家標準與技術協會（NIST）的標準參照材料（SRM）。SRM 1450e -玻璃纖維板經認證其熱導率適用於6.85～66.85 °C （44.33～152.33 °F），厚度為25mm（1英吋）。另外還有SRM 1453 -發泡聚苯乙烯板，經認證其熱導率適用於7.85～39.85 °C（46.13～103.73 °F），厚度為12.5 mm（0.5英吋）。除了NIST 標準參照材料，Thermtest還可以開發用於專門的測試應用的熱傳遞標準（TS）。

樣品測量

样品

樣品

樣品建議需有平整且光滑的表面。HFM可自動測量樣品高度。然而，對於可壓縮材料，使用者亦可以選擇手動輸入所需的樣品厚度，即可讓上測試板下降到指定高度並進行該厚度下的測試。

大致時間：1分鐘

插入样品

插入樣品

將樣品放置在 HFM 的平行測試板之間。 對於較小的樣品或不規則形狀的樣品，請將樣品放置在下測試板的中心，此處是位於熱通量傳感器的正上方。

大致時間：1分鐘

闭合测试板

閉合測試板

對於剛性樣品，上測試板會自動降低；對於可壓縮樣品，上測試板會自動降低至到預先設定的厚度。在測試剛性樣品時，為了增加準確率，上測試板會做一個短時間的確認動作，以實現最佳接觸和厚度測量。此外，這種短暫的動作還可彌補一切樣本平整度問題。

大致時間：1分鐘

运行实验

運行實驗

對於自動化測試程序，可以選擇單一平均溫度或漸進溫度。測試可以在質量控制或高準確率（30～40分鐘）模式下進行，以滿足最適合您應用的測試時間。一旦測試完成，結果可以保存、打印或導出到Microsoft Excel以供進一步處理。

大致時間：30～40分鐘。

準確性和再現性

對NIST SRM 1450d樣品進行反覆測試，確認HFM100的準確性和重複性。在進行每20次測量之前， NIST 1450d樣本將被移除，然後重新放置回HFM100室內。NIST樣品在20 °C (68 °F)的認證導熱係數為0.03239 W/m•K (0.2246 BTU/(hr·ft·°F)).。全部20次試驗得到的平均導熱係數為0.0325 W/m•K (0.2253 BTU/(hr·ft·°F))。所有測試的重複性在±0.5%以內，準確性在認證值的 ±1%以內。

HFM 系列应用

Insulation vs. Temperature

絕緣材 vs. 溫度

Thermtest HFM-100/HFM-50能夠在-20至75°C（-4至167°F）的溫度範圍內測試材料。NIST 1450d (玻璃纖維板)是美國國家標準和技術研究所認證的標準參考材料。測量結果在認證值的2%以內。
High Thermal Conductivity Kit

高熱傳導套件

搭配高導熱套件，HFM-100/HFM-50 能夠準確、有效地測量較高熱導率的材料，如玻璃和陶瓷。對於此類應用，結合所測試的樣品使用外部熱電偶試劑盒。在 HFM 中對玻璃陶瓷、石英和耐熱玻璃從 10°C 至 60 °C (50 °F 至 140°F)進行了測 試。所有測量值均在系統規定的精度± 5%範圍內。
絕緣棉絮

絕緣棉絮

當測試可壓縮材料，如絕緣棉絮時，由於壓縮力，材料密度的微小變化可能會改變導熱係數。用HFM對玻璃纖維和絕緣棉絮進行了測試。玻璃纖維測試結果為0.0430 W/m•K (0.2981 BTU/(hr·ft·°F))，而0.0364 W/m•K (0.2524 BTU/(hr·ft·°F)) 是石棉絕緣試驗的結果。這些值在製造商所述熱導率的3%以內。
Aerogel-Blanket

氣凝膠毯

氣凝膠是已知的最低導熱係數之一的固體。選擇一種氣凝膠毯用於熱流量計測試。結果得出導熱係數為0.024 W/m•K (0.1664 BTU/(hr·ft·°F))，在製造商規格的3%以內。
wood

木製品

由於木材是剛性的，可以設置HFM自動調整到樣品的高度。對這種軟木的測試得出的熱導率讀數為0.12 W/m•K (0.8320 BTU/(hr·ft·°F))，與軟木的文獻值完全匹配。

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