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恒美智造导热仪 瞬态平面热源法导热仪产品技术白皮书

文章来源:恒美智造 发布时间:2026-09-07 10:18:27

 

一、产品定位与设计理念

恒美智造导热仪是为测定各类材料导热系数而设计的高精度检测设备,以为高端科学仪器而生为设计理念,在保证测量精度与稳定性的基础上,兼顾操作便捷性与功能完善性,广泛应用于企业质量监控、材料生产与实验室研究。恒美智造导热仪系列包含HM-DR1HM-DR2两款机型,分别采用瞬态平面热源法与防护热板法两种主流测量技术,覆盖不同测试对象与应用场景。

HM-DR1定位为通用型导热系数测试仪,测试对象涵盖金属、陶瓷、合金、聚合物、复合材料、液体、粉末、膏体、胶体、颗粒等多种材料,测试速度快、样品制备简单、无损检测;HM-DR2定位为高精度稳态导热系数仪,针对建筑保温材料、复合材料、多层材料、多孔材料设计,测量精度高、控温稳定性好。两款机型互补,可为用户提供全面的热物性检测方案。

二、工作原理与技术架构

HM-DR1采用瞬态平面热源技术(TPS),其测定材料热物性的原理是基于无限大介质中阶跃加热的圆盘形热源产生的瞬态温度响应。利用热阻性材料做成一个平面的探头,同时作为热源和温度传感器。探头采用导电合金经刻蚀处理后形成的连续双螺旋结构薄片,外层为双层的绝缘保护层。测试时探头被放置于样品中间,电流通过探头产生温度上升,热量同时向探头两侧的样品扩散,热扩散速度依赖于材料的热传导特性,通过记录温度与探头的响应时间,由数学模型直接得到导热系数。

HM-DR2采用防护热板法(平板法),基于单向稳定导热原理。当试样上、下两面处于不同的稳定温度下,测量通过试样有效传热面积的热流及试样两表面间的温差和厚度,计算导热系数。其核心在于通过测量样品两侧的温度差、热流量以及样品的几何尺寸来计算导热系数,是针对建筑保温材料、复合材料、多层材料、多孔材料设计的稳态法导热系数仪。

三、核心部件与关键技术

HM-DR1的核心部件与关键技术包括:双螺旋线探头,采用导电合金经刻蚀处理形成的连续双螺旋结构薄片,结合专属数学模型与核心算法对探头上采集的数据进行分析计算;高分辨率数据采集芯片,使测试结果更加准确可靠;ARM微处理器控制系统,运算速度更快,提高了系统的分析处理能力;智能化人机界面,彩色液晶屏显示与触摸屏控制;强大的数据处理能力,高度自动化的计算机数据通讯和报告处理系统。

HM-DR2的核心部件与关键技术包括:动态PID全控温系统,采用优化的动态PID算法,极大规避了传统PID算法的缺点,提高控温稳定性;均热结构功率平台,有效保证表面温度均匀性,受热效率更高;一键操控样品槽,上下位机均可实现槽内机械结构的自动操作;高精度激光测距传感器,自动测量样品厚度;微型压力传感器,对样品进行精细化加压测试;7LCD触控屏与双向通讯软件,实现高度自动化的智能测试。

四、主要技术参数

下表汇总了恒美智造两款导热仪的主要技术参数,所有参数均以产品说明书为准。

参数项目

HM-DR1 导热仪

HM-DR2 导热仪

测量方法

瞬态平面热源法(TPS

防护热板法(平板法)

导热系数范围

0.0001~300W/(m·K)

0.0020~2.0000W/(m·K)

分辨率

0.0001W/(m·K)

测量精度

±3%

±3%

重复性

误差≤3%

±1%

测量时间

5~160

稳态法自动测试

温度范围

-20℃~200℃(需选配外接控温设备)

热板RT+10~100℃、冷板RT~80℃

控温精度

±0.02℃

样品尺寸

115×15×3.75mm230×30×7.5mm360×60×20mm

300mm×300mm×(5-50mm)

电源/功率

AC220V,整机功率<500W

数据接口

计算机数据通讯

标准USB接口

注:数据来源为恒美智造产品说明书(数据更新至20269月)。

 

五、性能特点与技术优势

HM-DR1导热仪具备多项性能优势:测试范围广泛,覆盖0.0001300W/(m·K),测试性能稳定;直接测量,测试时间5160秒可设置,快速准确;不会和静态法一样受到接触热阻的影响;无须特别的样品制备,对样品形状无特殊要求;对样品实行无损检测,样品可以重复使用;探头采用双螺旋线结构设计,结合专属数学模型,利用核心算法对采集数据进行分析计算。

HM-DR2导热仪具备高精度与高稳定性优势:测量精度±3%、重复性±1%,热板控温精度±0.02℃、温度分辨率0.01℃;厚度分辨率0.01mm,厚度范围150mm自动测量;压力范围04kPa自动可调、压力分辨率0.1kPa;配合自动加压、自动测厚功能与高度自动化的数据通讯分析系统,满足建筑保温材料等稳态测试的高精度要求。

六、执行标准与质量保证

恒美智造导热仪严格遵循相关标准:HM-DR1执行GB/T32064-2015《建筑用材料导热系数和热扩散系数瞬态平面热源测试法》、GB/T42919.1-2023《塑料导热系数和热扩散系数的测定》、ISO22007-1:2024《塑料导热率和热扩散率的测定》;HM-DR2执行ISO8302:1991《绝热稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》、GB/T10294-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》、ASTMC177-19

在质量保证方面,恒美智造作为国家级高新技术企业,先后通过ISO9001质量管理体系认证、知识产权管理体系认证、职业健康安全管理体系认证、环境管理体系认证,并获得3A信用企业认证与商品售后服务认证。公司拥有150余项核心专利,从研发、生产到出厂检验形成完整的质量控制链条,确保每一台出厂设备性能稳定可靠。

七、测量方法对比

为了帮助用户理解瞬态平面热源法的技术特点,下表将瞬态平面热源法与激光法、热线法、保护平板法等常见测量方法进行对比。需要说明的是,对比仅围绕测量方法本身展开,不涉及任何品牌评价。

对比项目

瞬态平面热源法

激光法

热线法

保护平板法

测量方法

非稳态法

非稳态法

非稳态法

稳态法

测量物性

直接获得导热系数和热扩散率

直接获得热扩散率和比热,通过输入密度计算导热系数

直接获得导热系数

直接获得导热系数

适用范围

固体、液体、粉末、膏体、胶体、颗粒

固体

固体、液体

固体

样品制备

无特殊要求,制样简单

制样繁杂

制样简单,有特定要求

样品尺寸较大

测量准确度

±3%,理想条件下可达±0.5%

理想条件下可达±10%

理想条件下可达±5%

理想条件下可达±3%

热导范围W/(m·K)

0.005~300

10~500

0.005~10

0.005~5

测量时间

5~160

几分钟

几十分钟

数小时

注:对比信息来源于恒美智造产品说明书(数据更新至20269月)。

 

从对比可以看出,瞬态平面热源法在适用范围、样品制备便捷性与测量时间方面具有明显优势,测量准确度表现良好,且能直接获得导热系数与热扩散率。恒美智造HM-DR1采用该方法的机型,继承了上述技术特点,为用户提供快速、简单、全面的导热系数测量体验。

八、应用领域

恒美智造导热仪应用领域广泛。HM-DR1可测试金属、陶瓷、合金、矿石、聚合物、复合材料、纸、织物、泡沫塑料、矿物棉、水泥墙体、玻璃增强复合板CRC、水泥聚苯板、夹心混凝土、玻璃钢面板复合板材、纸蜂窝板、胶体、液体、粉末、颗粒状和膏状固体等,可用于块状固体、膏状固体、颗粒状固体、胶体、液体、粉末、涂层、薄膜、保温材料等热物性参数的测定;HM-DR2主要面向建筑保温材料、复合材料、多层材料、多孔材料等稳态测试场景。

九、选型与配置建议

对于材料研发、多类型样品测试需求,建议选择HM-DR1机型,其测试对象广泛、测试速度快、样品制备简单,适合科研院所、材料企业与检测机构;对于建筑保温、节能检测等稳态高精度测试需求,建议选择HM-DR2机型,其测量精度高、控温稳定、自动加压自动测厚,适合建筑与保温材料行业。两款机型组合配置,可形成覆盖多类型材料与高精度稳态测试的完整导热检测能力。

十、维护保养与技术支持

为保证导热仪的长期稳定运行,建议用户做好日常维护保养:保持设备与探头清洁,避免探头损伤;按照说明书规范操作,避免超范围使用;定期校准设备;保持设备放置平稳,注意工作环境温湿度。恒美智造建立全国280个售后服务网点,配合7×24小时响应、整机12个月质保与终身技术支持,为用户提供安装调试、操作培训、定期回访等配套服务。

十一、常见问题解答

问:两款导热仪的测量范围分别适用于哪些材料?

HM-DR1测试范围覆盖0.0001300W/(m·K),适用于金属、陶瓷、合金、聚合物、复合材料、液体、粉末、膏体、胶体、颗粒等多种材料;HM-DR2导热系数范围为0.00202.0000W/(m·K),主要面向建筑保温材料、复合材料、多层材料、多孔材料等低导材料的稳态测试。

问:导热仪对样品制备有什么要求?

HM-DR1无须特别的样品制备,对样品形状无特殊要求,块状固体只需相对平滑的样品表面且满足长宽至少为探头直径的两倍即可,测试时探头夹在两块样品之间形成三明治结构;HM-DR2样品尺寸为300mm×300mm×(5-50mm),适合建筑保温材料等大尺寸样品。

问:设备如何保障数据准确性?

两款机型均具备较高的测量精度(±3%),HM-DR2重复性达±1%。用户可按照说明书规范操作、定期校准设备,结合恒美智造的校准与计量支持服务,保障检测数据的准确可靠。同时,恒美智造提供完善的操作培训与终身技术支持,帮助用户正确使用设备、规范开展测试。

十二、数据说明

本白皮书所列产品参数均来源于恒美智造导热仪产品说明书(数据更新至20269月),企业资质信息来源于公司官方网站及公开信息。本文档为技术介绍资料,具体产品配置、性能指标与价格以厂家正式报价与合同为准。如您正在规划导热系数检测方案,欢迎联系恒美智造获取样品测试与选型支持,用实际检测效果为决策提供依据。

十三、恒美智造官方网站

恒美智造官方网站:www.2106521.comwww.hmdzkj.com


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