Wärmeleitfähigkeit schnell bestimmen

Messgerät für Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit THB-10

31.07.2010 Bis zu acht Stunden dauert es, mit herkömmlichen Messverfahren Wärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität von Stoffen zu ermitteln. Das Messgerät THB-10 bestimmt die Wärme- und Temperaturleitfähigkeit sowie die spezifische Wärmekapazität verschiedenster Stoffe in Minutenschnelle.

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Messgerät  für Temperatur- und Wärmeleitfähigkeit THB-10

Das Wärmeleitfähigkeitsmessgerät kann direkt in der Produktion eingesetzt werden (Bild: Pausch)

Neben der kurzen Messzeit zeichnet sich das Gerät durch eine einfache Präparation der Stoffproben sowie eine leichte Bedienung aus. Speziell geschultes Personal ist nicht nötig, die Messungen können auch im laufenden Betrieb erfolgen.

Das Transient Hot Bridge  erledigt alle drei dafür notwendigen Messungen gleichzeitig. Normalerweise liegen die Ergebnisse bereits nach einer Minute vor. Damit lassen sich  schnell und vergleichsweise kostengünstig Reihenmessungen geringfügig veränderter Materialien durchzuführen und zuverlässig zu vergleichen – egal, ob es sich um Festkörper, Schüttgüter, Gele, Pasten oder Flüssigkeiten handelt.

Das Gerät besteht aus einem Heizfoliensensor, einem Messgerät mit Konstant-Stromquelle und einer Auswerte- und Bediensoftware. Wichtigster Bestandteil ist der Sensor.  Dieser besteht aus einer Brückenschaltung aus Widerständen auf einer speziellen Leiterbahn, die in eine temperaturstabile Folie eingebettet ist. Diese Brückenschaltung sorgt für eine hohe Messgenauigkeit. Bei starren Proben wie Steinen oder Glas wird der Foliensensor zwischen zwei Proben gelegt und festgeklemmt. Bei Schüttgütern aller Art sowie Sediment wird er in einen Rahmen gespannt und in das Material gesteckt. Für flüssige Materialien lässt er sich zu einem Zylinder formen, der dann mit der Probe gefüllt wird. Der Meßbereich des Foliensensors liegt zwischen -40 °C  und 180 °C. Sind die Proben mit dem Foliensensor für die Messung vorbereitet, wird ein definierter Strom angelegt, abhängig von dem zu messenden Stoff. Aus dem Aufheizen der Widerstände der Schaltung und der vom Messgut abgeführten Wärme sowie der Zeit berechnet das System mit speziellen Algorithmen Wärme- sowie Temperaturleitfähigkeit und leitet daraus die spezifische Wärmekapazität des Stoffes ab.

Geringer Präparationsaufwand und einfache Bedienung erlauben Messungen im Produktionsprozess
Bisherige Verfahren benötigen neben einer aufwändigen Probenvorbereitung geschultes Fachpersonal zur Durchführung und Auswertung der Messungen. Bei dem neuen Wärmeleitfähigkeitsmessgerät dagegen ist der Präparationsaufwand gering und es ist einfach und schnell zu bedienen. Die Benutzerführung erfolgt menügesteuert in einzelnen Schritten. Bedient das Personal das Gerät falsch, erfolgt sofort eine Warnung und ein Hinweis, welche Fehler aufgetreten sind. Umständliche, zeitraubende und fehleranfällige Referenz- und Kalibriermessungen sind nicht mehr notwendig. Die Softwaresteuerung optimiert selbsttätig den Messvorgang, reduziert die Zeit und minimiert die Unsicherheit. Noch vorhandene Messunsicherheiten werden nachvollziehbar dokumentiert. Das Messergebnis wird mit der optimal benötigten Messstromstärke und Messdauer ausgegeben.

Dadurch ist der Sensor auch für den Einsatz in der Produktionsumgebung sehr gut geeignet. Kleine und mittlere Unternehmen, die nicht über entsprechend geschultes Personal zur Durchführung komplexer Messungen verfügen, profitieren von der einfachen Bedienung und Handhabung. Der Einführungspreis beträgt laut Hersteller  28.000 Euro, vergleichbare Plattengeräte, die für jede einzelne Messung mehrere Stunden benötigen, sind nach Angaben des Anbieters fast doppelt so teuer.

 

 

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