JJF（新）72-2022 导热系数测定仪（热流计法）校准规范.docx

JJF(新)72-2022 新疆维吾尔自治区地方计量技术规范 JJF（新）72－2022 导热系数测定仪（热流计法）校准规范 Calibration Specification for Thermal Conductivity Tester（Heat Flow Meter Method） 2022-12-14 发布 2023-06-14 实施 新 疆 维 吾 尔 自 治 区 市 场 监 督 管 理 局 发 布 JJF(新)72-2022 JJF（新）72—2022 导热系数测定仪(热流计法) 校准规范 Calibration Specification for Thermal Conductivity Tester （Heat Flow Meter Method） 归 口 单 位：新疆维吾尔自治区市场监督管理局 主要起草单位：阿克苏地区计量检定所 新疆维吾尔自治区计量测试研究院 参加起草单位：天津赛威朗仪器设备有限公司 本规范委托起草单位负责解释 本规范主要起草人： 刘少杰 阿克苏地区计量检定所 卓 华 新疆维吾尔自治区计量测试研究院 宋志飞 阿克苏地区计量检定所 参加起草人： 李景昌 阿克苏地区计量检定所 解海旺 天津赛威朗仪器设备有限公司 贺红平 新疆维吾尔自治区计量测试研究院 奥尔格勒 新疆维吾尔自治区计量测试研究院 JJF(新)72-2022 目 录 引 言 II 1 范围 (1) 2 引用文件 (1) 3 术语和计量单位 (1) 4 概述 (2) 5 计量特性 (3) 5.1 导热系数示值最大允许误差 (3) 5.2 热流计电动势输出最大允许误差 (3) 5.3 温度示值误差 (3) 5.4 温度均匀度 (3) 5.5 温度波动度 (3) 6 校准条件 (3) 6.1 环境条件 (3) 6.2 测量标准及其他设备 (3) 7 校准项目和校准方法 (4) 7.1 校准项目 (4) 7.2 校准方法 (5) 8 校准结果 (9) 8.1 校准记录 (9) 8.2 校准证书 (9) 9 复校时间间隔 (9) 附录A 导热系数测定仪校准原始记录参考格式 (10) 附录B 导热系数测定仪校准证书内页参考格式 (13) 附录C 导热系数测定仪示值误差测量不确定度评定示例 (15) 附录D 导热系数参考板的使用和保存 (23) I 引 言 本规范依据JJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》和JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成本规范制订的基础性系列规范。 本规范在参考了GB/T 10295-2008《绝热材料稳态热阻及相关特性的测定 热流计法》、JJF 1101-2019《环境试验设备温度、湿度参数校准规范》和JJF(鲁)137-2022《表面温度源校准规范》，结合实际校准工作现状制订。 本规范为首次发布。 III JJF(新)72-2022 导热系数测定仪（热流计法）校准规范 1 范围 　　 本规范适用于导热系数测量范围为（0.002～1）W/(m·K)、温度范围为（0～80）℃的热流计法导热系数测定仪的校准。 其他相近测量范围的导热系数测定仪也可参照本规范进行校准。 2 引用文件　　 本规范引用以下文件： JJF 1007-2007 温度计量名词术语及定义 GB/T 10295-2008/ISO 8301：1991（E） 绝热材料稳态热阻及相关特性的测定 热流计法 凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本规范。　　 3 术语和计量单位 3.1导热系数 Thermal conductivity 在单位时间、单位温度梯度、单位面积所通过的热量，单位为 W/(m·K)。 ［来源：JJF 1007-2007，3.38］ 注：导热系数又称热导率，是表征物质热传导性能的物理参量。 3.2热流密度 Heat flux 单位时间内通过单位面积的热量（或称热通量），单位为 W/m²。 ［来源：GB/T 10295-2008, 1.3］ 3.3导热系数参考板 Thermal conductivity reference material 物理性质稳定且足够均匀、用于记录（或传递）导热系数值的物质。 3.4 温度示值误差 temperature indication error 稳定状态下，加热和冷却单元的显示温度与工作区域几何中心点温度之差。 3.5温度均匀度 temperature uniformity 某试件在温度稳定状态下，各测量点10min内（测量间隔为1min）每次测量中实测最高温度与最低温度之差的算术平均值。 3.6温度波动度 temperature fluctuation 某试件在温度稳定状态下，各测量点10min内（测量间隔为1min）每次测量中实测最高温度与最低温度之差的一半，以“±”号表示。 4 概述 导热系数测定仪（热流计法）的工作原理是在两端为平行平面的试件内建立一维稳态传热过程，通过测量试件的热流密度、两表面温差和厚度而得到试件导热系数。通常由加热单元、冷却单元、防护部分、热流测量部分和控制采集部分组成，用于对试件材料的导热性能进行测量，根据其基本结构可以分为单试件导热系数测定仪和双试件导热系数测定仪，典型结构如图 1 所示。 图 1 导热系数测定仪（热流计法）典型结构图 5 计量特性　　 5.1 导热系数示值最大允许误差 导热系数示值最大误差应不超过±3%。 5.2 热流计电动势输出最大允许误差 热流计电动势输出最大允许误差小于±0.6%。 5.3 温度示值误差 温度示值误差应不大于0.2℃，或参照相应的技术说明书。 5.4 温度均匀度 加热和冷却单元的工作表面上温度均匀度应小于（1%×）。 5.5 温度波动度 测定时工作表面温度波动度应不超过±（0.5%×）。 注： 为试件热面温度平均值与冷面温度平均值之差，单位为℃或K； 6 校准条件　 6.1 环境条件 校准时的环境条件应满足以下要求： a)环境温度：（23±2）℃； b)相对湿度：(40～60)%。 c)电源电压：220V±22V； d)电源频率：50Hz±1Hz； 6.2 测量标准及其他设备 校准时由测量标准及其他校准设备引起的不确定度应尽可能小，测量标准及其他设备见表 1 所示。 表 1 测量标准及其他设备 序号 仪器设备名称 技术要求 用途 备注 1 绝缘电阻表 直流电压：500 V，准确度等级不低于 10 级。 绝缘电阻 检查 / 2 耐压测试仪 输出电压：交流（0～1500）V，频率：（45～55）Hz，输出功率：不低于 0.25 kW，准确度等级不低于 5级。 绝缘强度 检查 / 3 温场测试系统 5路传感器,测温范围：（-20～100）℃，校准后最大允许误差：±0.05℃；或满足要求的温度测量装置。 温度测量 参数法 4 毫伏表 测量范围（0.000～50.000）mV，分辨力0.001 mV。 热流计电动势输出测量 参数法 5 游标卡尺 最大允许误差±0.05mm 厚度测量 参数法 6 导热系数 参考板 导热系数参考板其使用的温度范围能覆盖所校准的导热系数测定仪工作温度范围，有证明其溯源性的标准样品证书，相同规格的参考板应不少于两套，导热系数参考板需提供导热系数与温度的线性拟合函数关系。参考板的扩展不确定应优于被校导热系数测定仪最大允许误差的 1/3。 导热系数测量 一般采用玻璃纤维棉板和有机玻璃作 为 参 考板。（参考板法） 7 校准项目和校准方法　　 7.1 校准项目 校准项目包含：外观和功能性检查、绝缘电阻检查、绝缘强度检查、温度示值误差、温度均匀度、温度波动度、热流计电动势输出、试件厚度、导热系数示值误差。 表 2 校准项目（参数法） 项 目 参数法 参考板法 外观和功能检查 + + 绝缘电阻检查 + + 绝缘强度检查 + + 温度示值误差 + - 温度均匀度 + - 温度波动度 + - 热流计电动势输出 + - 试件厚度 + - 导热系数示值误差 - + 7.2 校准方法 导热系数测定仪一般采用参数法或参考板法校准。参考板应具有一定温度范围的导热系数参考值，用于在设定温度下，校准被测导热系数测定的示值。 7.2.1 外观和功能性检查。 外观检查： 目测检查导热系数测定仪有无下列标志和标识：名称、型号规格、器具编号和制造商等，以及是否有影响计量特性的缺陷。 功能性检查： 导热系数测定仪在通电状态下进行功能性检查，其显示的数字及图像应清晰无叠字无缺笔划现象，检查软件运行是否正常，机械、电控是否正常。 7.2.2 绝缘电阻检查 导热系数测定仪断开电源情况下，使用准确度等级为 10 级输出电压 500 V 的绝缘电阻表测量导热系数测定仪电源端子与外壳之间的绝缘电阻，不小于 20 MΩ。 7.2.3 绝缘强度检查 导热系数测定仪应能承受 1.5 kV 交流电压，历时 1 min，应无击穿和飞弧现象。 7.2.4导热系数测定仪校准（参数法） 7.2.4.1 温度校准 按图2规定布放温度传感器，将试验设备设定到校准温度，开启运行。试验设备达到稳定状态后，开始记录各测量点温度，记录时间间隔为1min，共记录10组数据，或根据设备运行状况和用户校准需求确定时间间隔和记录次数，并在原始记录和校准证书中进行说明。 图2 温度面板测量位置图 7.2.4.2 温度示值误差 式中： ——被校仪器设备的温度示值误差，℃； ——被校仪器设备的温度示值平均值，℃； ——中心点标准器的温度示值平均值，℃； ——标准器的温度修正值，℃。 7.2.4.3 温度均匀度 试验设备温度在稳定状态下，各测量点10min内（测量间隔为1min）每次测量中实测最高温度与最低温度之差的算术平均值。 式中： ——温度均匀度，℃； ——各测量点在第i次测得的最高温度，℃； ——各测量点在第i次测得的最低温度，℃； ——测量次数。 7.2.4.4 温度波动度 试验设备温度在稳定状态下，各测量点10min内（测量间隔为1min）每次测量中实测最高温度与最低温度之差的一半，以“±”号表示，取全部测量点中变化量的最大值作为温度波动度校准结果。