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HFM – Heat Flow Meter

Wärmeleitfähigkeitsmessgerät – schnelle und einfache Messungen

Beschreibung

Auf den Punkt gebracht

Der LINSEIS Heat Flow Meter, kurz HFM, ist ein einfach zu be­die­nen­des In­stru­ment zur Be­stim­mung der Wär­me­lei­t­fähig­keit von Dämm­stof­fen mit nie­d­ri­ger Wär­me­lei­t­fähig­keit und an­de­ren Ma­te­ria­lien. Es bie­tet schnel­le Er­geb­nis­se mit ho­her Ge­nau­ig­keit. Dank sei­nes ein­zig­ar­ti­gen De­signs sind Mes­sun­gen in nur we­ni­gen Mi­nu­ten mög­lich.

Die Pel­tier-Heiz- und Kühl­tech­no­lo­gie er­mög­licht eine hoch­prä­zi­se Tem­pe­ra­tur­re­ge­lung und re­du­ziert gleich­zei­tig War­tungs- und Aus­fall­zei­ten. Die her­vor­ra­gen­de Lang­zeit­sta­bi­li­tät er­mög­licht ge­nau­e Lang­zeit­al­te­rungs­stu­di­en. Es kön­nen schnel­le Mess­zy­k­len von nur 15 Mi­nu­ten er­reicht wer­den, was zu ei­ner ho­hen Ab­tast­ra­te führt.

Um die­se schnel­len und ge­nau­en Ab­tast­in­ter­val­le zu er­mög­li­chen, ver­wen­det das Ge­rät eine dop­pel­te Sen­so­ran­ord­nung. Ein­ge­bau­te Po­ten­tio­me­ter für Län­gen­mes­sun­gen (μm-Auf­lö­sung) lie­fern so­forti­ge Pro­ben­di­cken­da­ten.

Dämmstoffe

HFM-Merkmale der “aktualisierten Version”:

  • Sauberes Systemdesign mit verbesserter Isolierung und optimierter Elektronik
  • Unerreichte Präzision und Genauigkeit
  • Geringer Stromverbrauch
  • Gestaltung des Instruments auf der Grundlage der Standards ASTM C518, JIS A1412, ISO 8301, DIN EN 12664 und DIN 12667

Labormitarbeiter

Wichtigste Vorteile

Kurze Testzyklen
Die Konfiguration mit doppeltem Wärmestromsensor gewährleistet kürzestmögliche Messzyklen. Eine typische Messung für die meisten Proben kann bis zur Stabilisierung der Temperatur nur 15 Minuten dauern.

Höchste Genauigkeit
Das Gerät verfügt über zwei eingebaute lineare Potentiometer, die eine automatische Bestimmung der Probendicke mit höchster Präzision ermöglichen. Zwei Wärmestromsensoren messen dann den Wärmestrom, der zwischen der heißen und der kalten Platte genau definiert ist.

Keine Wartung
Das robuste Systemdesign und der einzigartige wartungsfreie Peltier-Heiz- und Kühlzyklus sorgen für minimale Wartungskosten.

Betrieb des Geräts

Der Wärmeübergangskoeffizient kann aus den ge­mes­se­nen Wer­ten des Wär­me­stroms durch die Pro­be ge­teilt durch die Quer­schnitts­flä­che und die an­ge­leg­te Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz be­rech­net wer­den.

Für ein ho­mo­ge­nes Ma­te­ri­al ist die Wär­me­lei­t­fähig­keit Lam­b­da das Pro­dukt aus dem U-Wert und der Pro­ben­dicke.

Das Fouriersche Ge­setz der Wär­me­lei­tung ist die Grund­la­ge für die Be­rech­nung der Wär­me­lei­t­fähig­keit und dem Wär­me­wi­der­stand.

HFM Betrieb des Geräts

Integriertes Betauungsschutzsystem

Um zu verhindern, dass der Feuchtigkeitsgehalt die Wärmeleitfähigkeit beeinträchtigt

Wenn die Temperatur eines Objekts unter die Umgebungstemperatur sinkt und den Taupunkt der Umgebungsluft erreicht, beginnt die enthaltene Feuchtigkeit auf dem Objekt zu kondensieren.

Dies gilt auch für Proben, die in den HFM eingelegt werden und bei einer Temperatur unterhalb des Taupunktes gemessen werden sollen. Die kondensierte Feuchtigkeit (Tau) könnte in die Probe eindringen und die Wärmeleitfähigkeit der Probe verändern.

Um dieses Problem zu vermeiden, kann die Umgebungsluft durch trockene Luft oder Stickstoff ersetzt werden und mit einem konstanten Gasfluss die Kondensation während der gesamten Messdauer verhindert werden.

Die erforderlichen Komponenten wie Drosselventil und Durchflussmesser sind im Linseis HFM bereits integriert. Dies ermöglicht präzise, stabile und reproduzierbare Messungen.

 

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Spezifikationen

Alle Fakten auf einen Blick
Modell HFM 200 HFM 300 HFM 600
Temperaturbereich (Platten): 0 to 90°C
-20 up to 90°C
-40 up to 90°C
0 to 90°C
-20 up to 90°C
-35 up to 90°C
-20 to 70°C


Kühler: Externer Kühler oder Thermostat Externer Kühler oder Thermostat Externer Kühler oder Thermostat
Temperaturkontrolle (Platte): Peltier Peltier Peltier
Temperaturauflösung: 0.0001 °C 0.0001 °C 0.0001 °C
Messdatenpunkte: bis zu 100 bis zu 100 bis zu 100
Probengröße: 200 mm x 200 mm, bis zu 90 mm Dicke 300 mm x 300 mm, bis zu 100 mm Dicke 600 mm x 600 mm, bis zu 200 mm Dicke
Messbereich thermischer Widerstand: 0.2 bis 8.0 m2k/W mit Erweiterungssatz: 0.036 bis 9.0 m2K/W 0.2 bis 8.0 m2K/W, mit Erweiterungssatz: 0.036 bis 8.0 m2K/W 0.2 bis 8.0 m2K/W, mit Erweiterungssatz: 0.036 bis 8.0 m2K/W
Messbereich Wärmeleitfähigkeit: 0.001 bis 0.5 W/m∙K, mit Erweiterungssatz: 0.001 bis 2.5 W/m∙K 0.001 bis 0.5 W/m∙K, mit Erweiterungssatz: 0.001 bis 2.5 W/m∙K 0.001 bis 0.5 W/m∙K
Reproduzierbarkeit: 0.25% / 0,5 % 0.25% / 0,5 % 0.25% / 0,5 %
Genauigkeit: +/- 1 bis zu 2 % +/- 1 bis zu 2 % +/- 1 bis zu 2 %
Variabler Anpressdruck: bis zu 1.3 kPa, optional bis zu 25 kPa bis zu 1.3 kPa, optional bis zu 25 kPa bis zu 1.3 kPa, optional bis zu 25 kPa
Wärmeleitfähigkeit: 0.001 bis zu 0.5 W/mk, mit Erweiterungssatz: 0.001 bis zu 2.2 W/mK 0.001 bis zu 0.5 W/mK, mit Erweiterungssatz: 0.001 bis zu 2.5 W/mK 0.001 bis zu 0.5 W/mK, mit Erweiterungssatz: 0.001 bis zu 2.5 W/mK

Software

Der Linseis Heat Flow Meter kann über das Touchscreen-Frontpanel bedient werden. Optional ist eine kostenlose Software erhältlich. Dieses leistungsstarke Softwarepaket ermöglicht eine komfortable Temperaturprogrammierung, Datenspeicherung und Gerätesteuerung.

Heat flow meter Linseis Software-Schnittstelle

Hauptfunktionen

  • Das Gerät kann über das Touchscreen-Bedienfeld bedient werden
  • Einfache Eingabe von Messparametern
  • Speicherung und Export von Messdaten
  • Berichtsdruck, Layout kann angepasst werden
  • Mehrsprachige Software-Versionen
  • Geräteüberwachung (Plattentemperatur, Wärmeleitfähigkeitsergebnisse und Ausgangssignalüberwachung)
  • Optionale Benutzeranmeldung und Datenüberwachung

Applikationen

Anwendungsbeispiel: Elastomerschaum

Die vorliegende Messung zeigt deutlich die hervorragende Reproduzierbarkeit der LINSEIS HFM-Serie. Es wurde eine Reproduzierbarkeit von 0,25% erreicht. Die Grafik zeigt vier Messungen eines Elastomerschaums im Temperaturbereich von 15 bis 40°C. Die Probe wurde entnommen und nach jeder Messung erneut in das Gerät gelegt.

Reproduzierbarkeit:

15 Messung des zertifizierten Referenzmaterials IRMM-440 (harzgebundene Glasfaserplatte) mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,03274+-0,00015 bei 30°C und 0,03102+-0,00012 bei 15°C. Die X-Achse zeigt den Temperaturgradienten.

 

Ge­nau­ig­keit:

Das Diagramm zeigt zwei Messungen derselben Glaswolle-Probe bei verschiedenen Temperaturen. Die Probe wurde in einem HFM 300 gemessen, beginnend bei -10 °C bis 50 °C. Die schwarze Linie zeigt die Wärmeleitfähigkeit gemäß den Herstellerangaben. Die Abweichung beträgt weniger als 1 %.

 

 

Polyesterfasern:

Komprimierbare Materialien können ihre Eigenschaften in Abhängigkeit von der Kompression ändern. Auch die Wärmeleitfähigkeit ist von der Kompression abhängig. Dies wurde an einer Matte aus Polyesterfasern demonstriert. Eine Probe der Größe 300 mm x 300 mm und einer anfänglichen Dicke von etwa 60 mm wurde in einen Linseis HFM 300 eingelegt und bei Raumtemperatur geprüft.

Mit Hilfe der Abstandsregelung wurde die obere Platte so bewegt, dass die Probendicke schrittweise auf 60 mm, 40 mm und 20 mm reduziert wurde. Bei jeder Probendicke wurde ein Gradient von 20 K angelegt, bis ein stabiler Zustand erreicht war. Die Kompression führt zu einer deutlichen Verringerung der Wärmeleitfähigkeit.

Externe Applikationen

The Application of Building Physics in the Design of Roof Windows (veröffentlicht von: Energies)

Rigid Polyurethane Foams as External Tank Cryogenic Insulation for Space Launchers (veröffentlicht von: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering)

THERMAL CONDUCTIVITY OF WOODEN FLOORS IN THE CONTEXT OF UNDERFLOOR HEATING SYSTEM APPLICATIONS (veröffentlicht von: Wood Investigation and Application Department, Wood Technology Institute, Poznan, Poland)

Downloads

Alles auf einen Blick

Linseis Produktbroschüre HFM 2019

HFM Produktbroschüre (PDF)

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