HFM – Medidor de flujo de calor
Ensayos de conductividad térmica de materiales aislantes
Descripción
Al punto
El medidor de flujo de calor LINSEIS proporciona un instrumento rápido y fácil de usar para determinar las propiedades de conductividad térmica de baja conductividad térmica materiales aislantes así como todos los demás materiales con un alto nivel de precisión. Las mediciones pueden realizarse en cuestión de minutos gracias a su diseño exclusivo.
La tecnología de calentamiento y enfriamiento Peltier proporciona un control de la temperatura de gran precisión al tiempo que reduce el mantenimiento y el tiempo de inactividad. Su excelente estabilidad a largo plazo permite realizar estudios precisos de envejecimiento a largo plazo. Pueden conseguirse ciclos de medición rápidos de tan solo 15 minutos, lo que da lugar a una elevada frecuencia de muestreo.
Para permitir estos intervalos de muestreo rápidos y precisos, el instrumento utiliza una disposición de doble sensor. Los potenciómetros integrados para mediciones de longitud (μm de resolución) proporcionan datos inmediatos del espesor de la muestra.
Características de la “versión actualizada” de HFM:
- Diseño limpio del sistema con aislamiento mejorado y electrónica optimizada
- Precisión y exactitud inigualables
- Bajo consumo de energía
- Diseño de instrumentos basado en la normas ASTM C518, JIS A1412, ISO 8301, DIN EN 12664 y DIN 12667
Principales ventajas
Ciclos de prueba cortos
La configuración de doble sensor de flujo térmico garantiza ciclos de medición lo más cortos posible. Una medición típica de la mayoría de las muestras puede durar tan solo 15 minutos hasta que la temperatura se estabiliza.
Máxima precisión
El instrumento lleva incorporados dos potenciómetros lineales, que ofrecen una determinación automatizada del espesor de la muestra con la máxima precisión. A continuación, dos sensores de flujo térmico miden el flujo de calor, que se define con precisión entre la placa caliente y la fría.
Mantenimiento cero
El robusto diseño del sistema y el exclusivo ciclo de calentamiento y enfriamiento Peltier de mantenimiento cero garantizan unos costes de mantenimiento mínimos.
Funcionamiento de la unidad
El coeficiente de transferencia de calor puede calcularse a partir de las mediciones de flujo de calor a través de la muestra dividido por el área de la sección transversal y la diferencia de temperatura aplicada.
Para un material homogéneo, la conductividad térmica Lambda es el producto de la coeficiente de transmisión térmica (valor U) y el grosor de la muestra.
La ley de Fourier de la conducción del calor es la base para el cálculo de conductividad térmica y resistencia térmica.
Sistema integrado de protección contra el rocío
Para evitar que la humedad afecte a la conductividad térmica
Si la temperatura de un objeto se enfría por debajo de la temperatura ambiente y alcanza el punto de rocío del aire ambiente, la humedad contenida empezará a condensarse en ese objeto.
Éste también sería el caso de las muestras que se introducen en el HFM y se supone que se miden con cualquier temperatura por debajo del punto de rocío. La humedad condensada (rocío) podría impregnar la muestra y modificar su conductividad térmica.
Para evitar este problema, el aire circundante puede ser sustituido por aire seco o nitrógeno y con un flujo de gas constante la condensación durante toda la duración de la medición.
Los componentes necesarios, como una válvula de mariposa y un caudalímetro, ya están integrados en el Linseis HFM. Esto permite realizar mediciones precisas, estables y reproducibles.
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Especificaciones
Todos los hechos en tu mano
| Model | HFM 200 | HFM 300 | HFM 600 |
|---|---|---|---|
| Temperature Range (Plates): | 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 – – |
| Cooling system: | External chiller or thermostat | External chiller or thermostat | External chiller or thermostat |
| Temperature control (Plate): | Peltier | Peltier | Peltier |
| Temeprature resolution: | 0.0001 °C | 0.0001 °C | 0.0001 °C |
| Measurement Data points: | up to 100 | up to 100 | up to 100 |
| Sample size: | 200 mm x 200 mm, up to 90 mm thickness | 300 mm x 300 mm, up to 100 mm thickness | 600 mm x 600 mm, up to 200 mm thickness |
| Th. resistance measuring range: | 0.2 to 8.0 m2k/W with extension: 0.036 to 9.0 m2K/W | 0.2 to 8.0 m2K/W, with extension: 0.036 to 8.0 m2K/W | 0.2 to 8.0 m2K/W, with extension: 0.036 to 8.0 m2K/W |
| Th. conductivity measuring range: | 0.001 to 0.5 W/m∙K, with extension: 0.001 to 2.5 W/m∙K | 0.001 to 0.5 W/m∙K, with extension: 0.001 to 2.5 W/m∙K | 0.001 to 0.5 W/m∙K |
| Reproducability: | 0.25% / 0,5 % | 0.25% / 0,5 % | 0.25% / 0,5 % |
| Accuracy: | +/- 1 up to 2 % | +/- 1 up to 2 % | +/- 1 up to 2 % |
| Variable contact pressure: | up to 1.3 kPa, optional up to 25 kPa | up to 1.3 kPa, optional up to 25 kPa | up to 1.3 kPa, optional up to 25 kPa |
| Thermal Conductivity: | 0.001 up to 0.5 W/mK with extension: 0.001 up to 2.2 W/mK | 0.001 up to 0.5 W/mK with extension: 0.001 up to 2.5 W/mK | 0.001 up to 0.5 W/mK with extension: 0.001 up to 2.5 W/mK |
Software
El caudalímetro de calor Linseis puede manejarse a través del panel frontal con pantalla táctil. Se dispone de un software opcional gratuito. Este potente paquete de software permite una cómoda programación de la temperatura, el almacenamiento de datos y el control del instrumento.
Características principales:
- El instrumento puede manejarse desde el panel frontal con pantalla táctil
- Fácil introducción de los parámetros de medición
- Almacenamiento y exportación de datos de medición
- Impresión de informes, diseño personalizable
- Versiones de software multilingües
- Supervisión del instrumento (temperatura de la placa, resultados de conductividad térmica y supervisión de la señal de salida)
- Registro de usuarios y supervisión de datos opcionales
Aplicaciones
Ejemplo de aplicación: Espuma de elastómero
La presente medición demuestra claramente la extraordinaria reproducibilidad de la serie LINSEIS HFM. Se alcanzó una reproducibilidad del 0,25%. El gráfico muestra cuatro mediciones de una espuma de elastómero en el intervalo de temperatura de 15 a 40 °C. La muestra se retiró y se volvió a colocar en el instrumento después de cada medición. La muestra se retiró y se volvió a colocar en el instrumento después de cada medición.
Repetibilidad:
15 Medición del material de referencia certificado IRMM-440 (tablero de fibra de vidrio aglomerado con resina) con una conductividad térmica de 0,03274+-0,00015 a 30°C y 0,03102+-0,00012 a 15°C. El eje X muestra el gradiente de temperatura.
Precisión:
El gráfico muestra dos mediciones de la misma muestra de lana de vidrio a varias temperaturas. La muestra se midió en un HFM 300, desde -10 °C hasta 50 °C. La línea negra muestra la conductividad térmica según la información del fabricante. La desviación es inferior al 1 %.
Fibras de poliéster:
Los materiales compresibles pueden cambiar sus propiedades en función de la compresión. Además, la conductividad térmica depende de la compresión. Esto se demostró en una estera de fibras de poliéster. Se colocó una muestra de 300 mm x 300 mm y un grosor inicial de unos 60 mm en un Linseis HFM 300 y se sometió a ensayo a temperatura ambiente.
Utilizando el control de distancia, se movió la placa superior de modo que el grosor de la muestra se redujera paso a paso a 60 mm, 40 mm y 20 mm. En cada espesor de muestra se aplicó un gradiente de 20 K hasta que se alcanzó un estado estable. La compresión da lugar a una reducción significativa de la conductividad térmica.
Aplicación externa
The Application of Building Physics in the Design of Roof Windows (publicado a partir de Energies)
Rigid Polyurethane Foams as External Tank Cryogenic Insulation for Space Launchers (publicado a partir de IOP Conference Series: Materials Science and Engineering)
THERMAL CONDUCTIVITY OF WOODEN FLOORS IN THE CONTEXT OF UNDERFLOOR HEATING SYSTEM APPLICATIONS (publicado a partir de Wood Investigation and Application Department, Wood Technology Institute, Poznan, Poland)
