TW-RG738单平板导热系数测试仪(护热平板法)

探秘TW-RG738单平板导热系数测试仪：原理、应用与教学实践

掌握材料导热性能的测试方法，是每一位材料专业学生必备的技能

在材料科学与工程领域，准确测量材料的导热系数对于产品研发和质量控制至关重要。今天，我将为大家详细介绍一款在职业院校实验室中广泛使用的设备——TW-RG738单平板导热系数测试仪。

通过这节课，希望大家能够理解其工作原理、掌握操作技巧，并了解其在行业中的应用。

一、护热平板法基本原理

护热平板法是基于一维稳态导热过程的基本原理来测定材料导热系数的一种方法。在稳态条件下，防护热板装置的中心计量区域内，在具有平行表面的均匀板状试件中，建立类似于以两个平行匀温平板为界的无限大平板中存在的恒定热流。

根据傅里叶定律，通过薄壁平板的稳定导热量可按公式计算：

Q = A·ΔT·λ/δ

其中Q表示通过薄壁平板的热量（W），A是薄壁平板的面积（m²），ΔT是薄壁平板的热端和冷端的温差（℃），λ为薄壁平板的导热系数（W/（m·K）），δ则是薄壁平板的厚度（m）。

通过这个公式，我们可以测定平板两面温差ΔT、平板厚度δ、垂直于热流方向的导热面积A和通过平板的热流量Q，然后就能得出导热系数λ。需要特别注意的是，这样求得的导热系数是材料在测试平均温度下的导热系数值。

二、TW-RG738的技术特点与性能指标

TW-RG738单平板导热系数测试仪是专为教学和常规检测设计的仪器，它具有以下突出特点：

该仪器采用单样品测试模式，只需要一块样品，将另一块样品用隔热材料代替。稳态时，计量板产生的热量全部流经样品进入冷板。这种设计降低了样品制备的难度，特别适合教学环境中学生独立完成实验。

从技术指标来看，TW-RG738的主要性能参数包括：

• 导热系数测试范围：0.02～2W/m·k

• 测试精度：≤±3%

• 热面温度范围：室温～95℃，分辨率0.01℃

• 冷面温度范围：室温～30℃，采用半导体制冷

• 试样尺寸：200×200×（5-20）mm

• 电源要求：220V/50HZ，功率≤1KW

这些技术指标表明，该仪器能够满足大多数常见材料在常温范围内的导热系数测试需求，非常适合职业院校的教学实践应用。

三、仪器结构与关键组件

TW-RG738单平板导热系数测试仪由多个精密组件构成，每一部分都有其特定功能：

1. 测试头部分：包括量热板、护热板、冷板，这是仪器核心的测量区域

2. 加热系统：由护热板温度加热器和计量功率加热器组成，负责产生可控的热场

3. 制冷系统：采用半导体制冷技术，为冷板提供稳定的低温环境

4. 测温系统：采用数显高精度仪表，保证其精度和稳定性，实现零点内部补偿

5. 控制系统：计算机测试系统，包括计算机、通讯组件及测试软件

单样品模式的仪器结构中，有一个关键设计——背防护单元。这个单元主要由加热器和面板组成，其作用是向加热单元的表面温度，应与所对应的加热单元表面的温度相等，防止任何热流流过插入其间的绝热材料。

四、操作流程与注意事项

掌握正确的操作流程是获得准确测量结果的关键。以下是使用TW-RG738进行测试的基本步骤：

试样制备阶段：首先从样品材料的均质部位取样，尺寸不超过200×200×（5-20）mm。将试样表面平整处理，确保两表面平行且厚度均匀。与极板接触面应平整且结合紧密，试验时可在此面涂上一层相同材料的粉状料或高温导热胶。

测试阶段：打开电机升降开关，升起仪器热板部分到一定高度，将待测试样品放入，置于主热板、护热板表面中心位置。对于泡沫或棉质类易压缩的材料，需要在样品四角放置圆柱形支柱，防止主、护热板放下时将样品压缩。

开启恒温箱电源开关，设定好恒温箱温度，然后旋动电机升降开关夹紧试样。进入监测界面，输入待测样品厚度，点击“状态检测”按钮，观察各温度变化。当热板（中心温度）与护热板温度达到平衡后，系统会自动提示用户测试进入稳态，此时可以开始正式测试。

在操作过程中，需要特别注意以下几点：

• 恒温箱未注满水切勿开启电源开关，以防干烧损坏加热部件

• 设备各仪表内部参数已调校，勿自行修改

• 试验完成后需关闭各部件电源，取出试样，并将放试样处清理干净

• 避免用硬物刮擦仪器表面

五、教学应用与技能培养

在职业院校的教学中，TW-RG738单平板导热系数测试仪为学生们提供了宝贵的实践平台。通过实验，学生可以：

1. 巩固理论知识：将稳态导热过程的课堂理论与实际测试相结合，深化对热传导机理的理解

2. 掌握测试技能：学习材料导热系数的标准测试方法，培养严谨的科学态度

3. 培养数据分析能力：通过对实验数据的处理和分析，提高解决问题的能力

这种仪器主要测试塑料、玻璃、纤维、泡沫、粉状料等材料的导热系数，广泛应用在大中院校，科研单位，质检和生产企业等部门。学生通过学习操作这种仪器，为今后就业打下了坚实的基础。

维护保养也是教学中的重要环节。应定期检查设备各接口连线，看是否有脱落、松动，以防实验时无法通讯。如果运行测试软件时，无法进入测试系统（表现为点击按钮后无提示，等待1-2分钟才会出现测试界面），很可能是通讯线缆脱落或松动造成的。

结语

TW-RG738单平板导热系数测试仪作为护热平板法的典型设备，不仅为我们提供了准确测量材料导热系数的手段，更是培养学生实践能力和专业素养的重要平台。希望通过今天的介绍，大家能够对这种仪器有更全面的了解，在未来的实验课程中能够更好地运用它，为专业学习奠定坚实基础。

记住，掌握一种检测方法不仅仅是学会操作设备，更重要的是理解其背后的原理，并能够分析影响测量结果的各种因素，这才是职业教育的真正目标。

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