Hukseflux公司TP02土壤熱導(dǎo)率探頭
非穩(wěn)定狀態(tài)探頭—熱導(dǎo)率測量
TP02是一種探頭，可以快速準(zhǔn)確地測量出介質(zhì)的熱導(dǎo)率(或熱阻)，精度高。該探頭符合ASTM D5334-14，D5930-97和IEEE 442-1981標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的TP02探頭在土壤、熱回填材料，沉積物、食品、粉末、 污泥、油漆、膠水以及其它各種材料中已經(jīng)被證實具有非常好的穩(wěn)定性。非穩(wěn)態(tài)探測器(NSSP)測量方法 (也稱為瞬態(tài)線源，熱針，熱脈沖和熱線技術(shù)) 的基本優(yōu)勢是快速。Hukseflux專門從事NSSP設(shè)計，特殊的型號已經(jīng)開發(fā)用于現(xiàn)場實驗。為了長久性的安裝在土壤里面，設(shè)計了一個專注的型號—TP01。TP02的設(shè)計和測試都是和瓦格寧根大學(xué)的應(yīng)用物理小組一起合作完成。
TP02非穩(wěn)態(tài)探頭由帶有2個熱電偶結(jié)的針組成；熱接頭（3），以及冷接頭（4）（的冷接頭保持穩(wěn)定的溫度）和電熱絲（2）。將針頭插入要研究的介質(zhì)中。在基準(zhǔn)（6）中，參考溫度傳感器（pt1000），（1）已安裝。這種設(shè)計的優(yōu)點：精度獨立于中等溫度，對熱梯度的敏感性小。針長150毫米。所有尺寸以毫米為單位。
TP02 簡介
美國學(xué)會的標(biāo)準(zhǔn)測試與材料研究所（ASTM）電氣和電子工程師（IEEE）描述證實了測量材料熱導(dǎo)率的方法。ASTM D5334-14和D5930-97以及IEEE標(biāo)準(zhǔn)442-1981“標(biāo)準(zhǔn)測試方法”特殊用于非穩(wěn)態(tài)探測器（NSSP），并且已經(jīng)在各種領(lǐng)域得到應(yīng)用。一個NSSP由加熱導(dǎo)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的原理是依賴于線源的屬性：短時溫度上升期間，?T取決于加熱器功率，Q，以及介質(zhì)熱導(dǎo)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為時間單位是s，B為常數(shù)。通過測量加熱器功率，并跟蹤溫度時間(對于TP02典型為100s)，λ可以被計算出來。沒有限定采樣尺寸。
測量Q，t和 ?T，可以分別直接測量功率，時間和溫度。
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CR10X和CR1000
數(shù)據(jù)采集器一起工作。
TP02 設(shè)計
Hukseflux的TP02設(shè)計涵蓋了廣泛的應(yīng)用，設(shè)計考慮因素如下：
●精度：TP02包含2個熱電偶，外形為針式，電壓輸出U與 ?T成正比。一個不能被加熱，只是作為一個參比。主要信號是此熱接頭之間的差分信號長度的1/3和處的冷接頭。開始測量之前，這個電壓總是很小，獨立于介質(zhì)溫度。只有在針頭上有一個傳感器，U在頂部發(fā)出較大的信號。
此外，針中的冷結(jié)和加熱結(jié)，介質(zhì)溫度變化的靈敏度已經(jīng)被小化。
● 基本溫度傳感器：傳感器基于Pt1000鉑電阻，作為一個冷結(jié)測量，建立了介質(zhì)溫度Ｔ（ASTM要求的）。這個用于溫度熱電偶靈敏度校正，也可以在整個量程范圍內(nèi)提供精度。
● 耐溫濕度：TP02上所有的材料都具有耐高溫特性，針全部由不銹鋼制作，TP02已密封。它有一個焊接保護，這種密封保證了傳感器的長期穩(wěn)定性，整個針防水。
● 標(biāo)準(zhǔn)電纜和連接器：底座中的Pt1000溫度傳感器，使用銅芯 電纜和連接器，用于TP02的電纜延長。
● 長期穩(wěn)定性：全部密封的結(jié)構(gòu)可以在實質(zhì)上保護內(nèi)部不會受 到侵蝕，長時間的維持傳感器的穩(wěn)定性。
● 數(shù)據(jù)處理：從TP02獲得的數(shù)據(jù)可以用電子表格進行直接處理 程序。
標(biāo)定/ISO 9000
驗證總探頭的穩(wěn)定性可以通過重復(fù)（每年）測試，可追溯校準(zhǔn)參考氣缸（CRC），這些可以從Hukseflux購買。TP02適合在ISO標(biāo)定實驗室中使用。
更多信息/可選項
標(biāo)準(zhǔn)：ASTM標(biāo)準(zhǔn)可以在上獲得；
替代設(shè)計：Hukseflux專門從事NSSP設(shè)計。替代型號：比如更小、更牢固、溫度抵抗性更強的TP08；
土壤的長久性安裝：TP01專門設(shè)計用于長期監(jiān)測；
測量和控制解決方案：詳見TP02手冊；
手冊：TP02手冊是可通過電子郵件以PDF文件形式免費獲得；
為了更高精度的標(biāo)定，CRC標(biāo)定參比筒可以使用；
為了插入硬度很高的土壤，GT系列導(dǎo)深管可以使用。
技術(shù)性能參數(shù)
測試方法：ASTM D5334-14和D5930-97 IEEE標(biāo)準(zhǔn)442-1981；
針長：150 mm ；
可溯源：NPL ；
范圍(λ)： 0.1—6 W/m.K ；
靈敏度(?T)：K型熱電偶，ANSI MC96.1-1982；
溫度范圍：-55至+180℃ ；
精度(20 °C時)：+/- (3% + 0.02)W/mK；
溫度依賴性精度：+/- 0.02 %/K (附加) ；
測量循環(huán)周期：100 s (典型值) ；
供電需求(開關(guān))：3 V，1 瓦 ；
針和基部保護等級：IP 68 ；
整個傳感器保護等級：IP 67；
介質(zhì)/樣品需求：顆粒狀材料，粉末，泥漿，凝膠，糊狀物，某些樣品需要預(yù)先鉆孔。采樣尺寸：最小半徑20 mm ；
更小采樣：咨詢HUkseflux。
注意：請參閱手冊獲得更加詳細的信息。
