非穩(wěn)定狀態(tài)探頭——熱導率測量TP02土壤熱導率探頭
TP02土壤熱導率探頭在針式熱導率傳感器的設計上,Hukseflux是目前市場上的*。這些針式傳感器中有一些比較大的型號用于現場測試,也有一些小的型號用于小樣本熱導率測量,可以用一些比較短但是很牢固的放射性材料測量海邊土壤的熱導率。
TP02可以快速準確的測量出介質的熱導率(或熱阻),可以以*高的精度來插入。該探頭依從ASTM D 5334-00,D 5930-97和IEEE 442-1981標準,標準的TP02探頭在土壤、熱回填材料,沉淀物、食品、粉末、 污泥、油漆、膠水以及其它各種材料中已經被證明具有非常好的穩(wěn)定性。非穩(wěn)定狀態(tài)探頭(NSSP)測量方法 (*的瞬時線性源,熱針,熱脈沖和專線技術)有一些基本的有利條件,這些條件可以使得采樣快速、-概。 Hukseflux特定于NSSP設計,特殊的型號已經開發(fā)用于現場實驗。為了*性的安裝在土壤里面,設計了一個專注的型號——TP01。TP02的設計和測試都是和瓦格寧根大學的應用物理小組一起合作完成。
通常情況下,TP02連接在Campbell Scientific公司的CR1000數據采集器上。
ASTM的表尊和IEEE的標準描述證明了測量材料熱導率的方法。ASTM D 5334-00和D 5930-97,以及IEEE Std 442-1981 " 標準測試方法"特殊用于非穩(wěn)定狀態(tài)探頭NSSP,并且已經在各種領域得到應用。一個NSSP由加熱導線,上乘線源,一個溫度傳感器組成,溫度傳感器用于測量這個源的溫度。NSSP的原理是獨立依賴與一個線源:短時溫度上升期間,?T,僅依賴于加熱器功率,Q,以及介質熱導率λ:
?T = (Q / 4 π λ) (ln t + B)
?T單位是K,Q單位是W/m,λ單位是W/mK,t 是時間,單位是s和B是一個常數,在測量加熱期間,加熱溫度的時間可以計算出來(對于TP02,典型為2分鐘),λ也可以被計算出來。沒有限定采樣尺寸,在針的周圍,*大20mm半徑可以被覆蓋范圍。
為了測量Q,t和 ?T,可以分別直接測量功率,時間和溫度。完成這些測量不需要參考材料,因此TP02的測量是-概的。
TP02作為一個單獨的探頭,可以和用戶的其它測量和控制系統(tǒng)一起工作,可以和Campbell Scientific的CR1000數據采集器一起工作。
Hukseflux的TP02設計可以用于非常寬的應用范圍,設計考慮了一下因素:
● *佳精度:TP02包含2個熱電偶,外形為針式,輸出為電壓信號,U,和?T成比例。一個尖不能被加熱,只是作為一個參比。
開始測量之前,這個電壓總是很小,獨立于介質溫度。設計在針中僅一個傳感器,信號U降出現在*大信號上。
兩個熱電偶設計有著非常上等別的精度,尤其是在測量高溫和低溫時。
此外,針中的參比結和加熱結,介質溫度變化的靈敏度已經被*小化。