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El medidor de flujo de calor protegido GHFM-01 está diseñado para probar la resistencia térmica y la conductividad térmica de materiales homogéneos y heterogéneos.
El mejor para metales, polímeros, compuestos y pastas
El Medidor de Flujo de Calor Protegido (GHFM-01) cumple con la norma ASTM E1530-19 para probar la resistencia térmica y la conductividad térmica de sólidos,
tales como metales, polímeros, compuestos y pasta desde -20 °C hasta 310 °C. La pila de prueba propietaria de Thermtest reemplaza el movimiento neumático
tradicional por un control motriz avanzado, que facilita el control automatizado del espesor, la fuerza o la presión aplicados a la muestra de prueba.
El medidor avanzado GHFM-01 toma una medición primaria de la resistencia térmica y la conductividad térmica de sólidos, tales como metales, polímeros, compuestos y pasta. En
particular, el cálculo de la conductividad térmica a partir de la medición de la resistencia térmica es el método de prueba más preciso de la verdadera conductividad de los materiales heterogéneos. La medición de estado estable de la resistencia térmica representa el espesor de toda la muestra y las propiedades maduras de la transferencia de calor.
De acuerdo con el método, se somete la muestra a un gradiente de temperatura de estado estable a través del espesor. La conductividad térmica de la muestra se obtiene midiendo la diferencia de temperatura a través de ella y una temperatura adicional. La pila de prueba está conformada por un calentador como placa superior, con un sensor de temperatura integrado, y un disipador de calor como placa inferior, con un sensor de temperatura integrado a cada lado de la muestra. Se colocan sensores de temperatura adicionales cerca de la superficie superior e inferior de la muestra. Una vez alcanzada la temperatura de estado estable en toda la muestra, se puede aplicar la ecuación de la Ley de Fourier. A partir de las temperaturas medidas se puede obtener la relación Rs (m2•K/W), igual al espesor de la muestra, d (m), y a su conductividad térmica, λ (W/m•K):
La ecuación previa es de forma lineal y es la ecuación operativa del instrumento. Se pueden obtener las constantes F (m2•K/W) y Rint (m2•K/W) mediante la calibración del instrumento. Para ello, se utilizan muestras de calibración de conductividad térmica conocida y, por ende, de resistencia térmica. Se informan los resultados calibrados de la resistencia térmica y la conductividad térmica.
Materiales | Metales, Polímeros, Compuestos y Pastas |
|---|---|
Tipo de sensores | Termocuplas (x6) |
Aplicaciones | Pruebas generales |
Dirección | A través del espesor |
Rango de conductividad térmica | 0,1 a 40 W/m•K |
Tiempo de medición | 40 a 60 mins. |
Precisión | ± 3% |
Reproducibilidad | ± 1 a 2% |
Rango de temperatura de placa* | -20 a 310 °C |
Presión | Automatizado hasta 379 kPa (55 psi) |
Diámetro de muestra | 50 a 50,8 mm |
Espesor de muestra | Hasta 25 mm | Películas delgadas hasta 0,1 mm con Software óptico |
Norma | ASTM E1530-19 |
* Circulador frío incluido con cada sistema
No se necesitan herramientas para cambiar el módulo de flujo inferior, que forma un transductor de flujo de calor calibrado. Incluye múltiples termocuplas para controlar la temperatura de modo de confirmar la condición de estado estable del gradiente de temperatura en toda la muestra.
A fin de controlar con precisión la temperatura de las placas, se utilizan calentadores seleccionados de forma óptima y enfriados por intercambiadores de calor, unidos a termocuplas con una resolución de 0,01 °C. Mediante un horno protegido se logra minimizar la pérdida de calor lateral en todo el espesor de la muestra. Gracias al práctico software del GHFM-01, es posible controlar por completo las placas superior e inferior y las temperaturas del horno protegido.
A fin de determinar la conductividad térmica de un material a partir de la medición de la resistencia térmica es necesario contar con un espesor preciso de la muestra. El medidor GHFM-01 cuenta con un diseño único de suspensión en cardán, con la ventaja de una determinación automática del espesor de la muestra para materiales rígidos, o una determinación del espesor de la muestra, la fuerza y la presión definidos por el usuario para materiales comprimibles. El espesor de la muestra se mide con la tecnología del codificador óptico digital que garantiza la medición más precisa (± 0,025 mm) del espesor de la muestra.
El medidor GHFM-01 ofrece un software Windows con funcionalidades, incluido con cada sistema. Este software fácil de usar provee pasos de automatización de temperatura ilimitados, junto con ajustes para la fuerza o presión del espesor. Los pasos básicos de prueba y calibración están totalmente automatizados, al igual que las funciones adicionales como el guardado, la exportación y la impresión de
los resultados de la medición.
En el caso de materiales rígidos, las placas del GHFM-01 se fijan automáticamente para lograr un contacto óptimo de la muestra. Al analizar materiales comprimibles, es posible configurar la altura, fuerza o presión (hasta 80 kg, 379 kPa – 55 psi) deseadas en el software y la placa se detendrá automáticamente una vez alcanzadas las mismas.
Con el software del GHFM-01, todas las condiciones de calibración, tales como la gestión de los materiales de referencia, los pasos de temperatura y la presión, están totalmente automatizadas. La verificación de la calibración se realiza mediante rutinas de validación incorporadas.
Las muestras del GHFM-01 deben ser de 50 a 50,8 mm de diámetro. Las superficies superior e inferior deben ser planas y paralelas. Se agrega una capa delgada de pasta de contacto a la parte superior e inferior de la superficie de la muestra.
Luego, la muestra se carga en la pila de prueba. Para materiales rígidos, la pila superior se cierra a una presión predeterminada. Para materiales blandos, el usuario puede definir una presión específica o el espesor requerido. Los parámetros para las pruebas de presión y espesor se pueden controlar dentro del programa de realización de pruebas.
Mediante el software GHFM-01, el usuario puede programar pasos de temperatura ilimitados hasta 300 °C. Prueba de señales de luz de fondo rojas internas en curso.
Tiempo aproximado: 40 a 60 mins.
Las temperaturas de las placas superior e inferior se controlan mediante el software GHFM-01 para determinar la estabilidad de la temperatura. Los resultados de la resistencia térmica medida y la conductividad térmica calculada se encuentran tabulados y disponibles para exportar a Excel. Prueba de señales de luz de fondo azul interna finalizada. Es seguro tocar la pila.
A fin de demostrar el rendimiento del GHFM-01, se efectuaron mediciones en Pyrex 7740 a 300 °C y se compararon con los valores teóricos.
Temperatura ( °C) | 25 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 | 220 | 240 | 260 | 280 | 300 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Valores de medición directa | 1.134 | 1.172 | 1.192 | 1.223 | 1.246 | 1.261 | 1.280 | 1.307 | 1.325 | 1.343 | 1.361 | 1.386 | 1.401 | 1.426 | 1.451 |
Valores teóricos | 1.143 | 1.164 | 1.214 | 1.236 | 1.236 | 1.257 | 1.276 | 1.295 | 1.313 | 1.330 | 1.348 | 1.366 | 1.385 | 1.404 | 1.426 |
Error (%) | 0.80 | 0.71 | 0.11 | 0.71 | 0.75 | 0.33 | 0.27 | 0.96 | 0.92 | 0.99 | 0.98 | 1.44 | 1.19 | 1.54 | 1.78 |
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