1.5.1影的传热性质的因素

试件的传热性质可能： 由于材料或其样品成分的改变而改变； 受含湿量和其他因素的影响； 随时间而改变； 随平均温度而改变； 取快于热经历。 因此必须认识到，在特定应用下选用代表材料传热性质的典型数值时，应考虑以上影响因素，不应 未作任何变化而应用到所有使用情况。 例如，使用本试验方法得到的是经干燥处理试件的热性能，然而实际使用时可能是不现实的。 更基本的是材料的传热性质与许多因素如平均温度和温度差有关。这些关系应在典型的使用条件 下测量或者试验。

确定材料传热性质需有足够数量的试验信息。只有样品能代表材料，且试件能代表样本时，才能以 单次试验结果确定材料的传热性质。选择样品的步骤一般应在材料规范中规定。试样的选择也可在材 料规范中做部分规定。因为取样超出本标准方法的范围，当材料规范不包含取样时，应参考有关的 文件。

1.5.3准确度和重复性

评价本方法的准确度是复杂的，它与装置的设计、相关的测量仪器和被测试件的类型有关。然而按 照本标准方法建立装置和操作，当试验平均温度接近室温时，测量传热性质的准确度能达到士2%。 装置设计时足够的注意，经过广泛的检查并与别的类似装置相互参照测量后，在装置的整个工作范 围内，应能达到大约士5%的准确度。用单独的装置，在工作范围的极端值，通常较易得到这个准确度。 试件保留在装置内石油化工标准规范范本，不改变试验条件，随后测量的重现性通常远优于1%。对同一参考试件，取出后经 过较长一段时间重新安装，试验的重复性通常优于士1%。数值增大是由于试验条件的微小变化，例如

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热和冷板对试件的压力（影响接触热阻）、试件周围空气的相对湿度（影响试件的含湿量）等。 这些重现性水平是确定方法误差所要求的和质量控制所希望的

防护热板装置的原理是：在稳态 均匀板状试件内，建立类似于以两个平 行的温度均匀的平面为界的无限大平 一维的均匀热流密度

1. 6. 2 装置类型

根据原理可建造两种型式的防护热板装置： a）双试件式（和一个中间加热单元）；

1. 6. 2.1双试件装置

双试件式装置中，由两个几乎相同的试件中夹一个加热单元，加热单元由一个圆或方形的中间加热 馨和两块金属面板组成。热流量由加热单元分别经两侧试件传给两侧冷却单元（圆或方形的、均温的平 板组件）（图1a））

1.6.2.2单试件装置

内两表面应控制温差为零。只要满足本标准中 用的要求，用单试件装置可以实现准确 量和按本标准方法出报告，但报告中应 置的热板的变化。

1.6.3加热和冷却单元

1.6.4边缘绝热和辅助防护单元

尤其是当试验温度低于或高于室温时。

1.6.5防护热板装置的定义

“防护热板”术语应用于整个已装配的装置，因此，又叫做“防护热板装置”。装有试件的装置的总 正见图1。

1.6.6热流密度的测量

1.6.7温度差的测量

试件两侧的温度差△T，由固定于金属板表面和（或）在试件表面适当位置的温度传感器测量。

试件两侧的温度差AT，

1.6.9导热系数的计算

1.6. 10装置的适用范围

本方法的应用范围，受装置在试件中维持一维稳态均匀热流密度的能力和以要求的准确度测量 温度和尺寸的能力所限制

1.6.11试件的范围

本方法的应用亦受试件的形状、厚度和结构的均匀一致（当使用双试件装置时）、试件表面平整和 度的限制。

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计量部分和防护部分之间由于温度不平衡误差引起的热量损失（或吸热）程度的限制（见后面的分析）。

如果热板和冷板表面温度的均匀性和稳定性、仪表的噪声、分辨率和精确度以及温度测量中的限制 均能维持在本标准的第2章和第3章给出的限度内，只要满足2.1.4.1.2～2.1.4.1.4的要求，采用温 差法测量时，温差可低到5K。更低的温差应作为不满足本标准予以申明。 当使用独立参考点的热电偶测量每个金属板的温度时，每支热电偶标定的准确度可能是限制温差 测量准确度的因素。此时，为使温差的测量误差最小，建议温差最少为10K～20K。 更高的温差仅受装置在维持所需的温度均匀性情况下能够提供的功率的限制

1.7.4试件最大厚度

和环境温度的影响，试件边缘的边界条件将制约试件的最大厚度。对于非均质的、复合的或层状试件， 每层的平均导热系数应小于其他任何层的两倍。 这个要求是粗略的经验，只要求操作者进行评估，不一定要测量每一层的导热系数。这种情况下 其准确度预期与均质试件的接近。当不满足这个要求时，没有评估测量准确度的指南，

1.7.5 试件最小厚度

1.7.6计量面积的定义

理论研究表明，计量面积（由中心计量单元供给热流量的试件面积）与试件厚度和隔缝宽度有关 享度趋近零时，计量面积趋近于中心计量部分面积。厚试件的计量面积则为隔缝中心线包围的面 2.1.1.3）。当试件的厚度至少为隔缝宽度的十倍时，为避免复杂的修正，可采用隔缝中心线包围 积。特殊应用情况见3.1c）

1.7.7 最高操作温度

的因 ，还受电绝缘材料的电阻： 测量的精确度

在真空状态下使用防护热板装置时应格外注意。如在高真空条件下运行，应存细选择装置使用的 材料，避免材料过量释放气体。在安装加热器和温度传感器的引线时应非常细心，使附加的热流量和测 温误差最小。否则，在真空条件下，尤其是较低温度时会产生严重误差。

防护热板装置的总尺寸受试件尺寸控制。试件的尺寸（或直径)通常为0.2m～1m。小于0.3m 的试件可能不代表整个材料的性质。当试件大于0.5m时，要维持试件和金属板的表面平整度、温度 均匀性、平衡时间以及装置的总造价在可接受的限度内都将发生困难。 为便于实验室之间比较和总体上改进合作测量，推荐的标准尺寸系列如下： a）直径（或边长）为0.3m； b） 直径（或边长）为0.5m； 直径（或边长）为0.2m（仅用于测定均质材料）； d） 直径（或边长）为1.0m（用于测定厚度超过0.5m装置允许厚度的试件）。

1.8.1热阻、热导率或传递系数

测量非均质试件热阻或热导率时，试件内部和计量区域表面的热流密度可能既非单向又不均 件中会存在热场变形，导致严重误差。试样靠近计量区域的部位，尤其靠近计量区域边缘时影响

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大。在这种情况下很难给出本方法适用性的指南。主要问题是边缘热损失误差和不平衡误差等不能预 测的误差，随着试件中不均匀性位置的变化以不能预料的方式变化，因而使3.4中提出的所有检查可能 受到系统误差的响，系统误差会掩盖不同试验的真实差别。 在某些试件中，在微小距离上可能会出现结构变化。这对于许多绝热材料是真实的。 另一些试件，在与热板和冷板接触的试样两个表面之间可能存在直接的热短路。当与试件两表面 接触的导热较快的材料被热阻低的通道连接时，影响最大

1. 8. 1. 2温差的影响

1.8.2试件的平均导热系数

为测定试件的平均导热系数（或表观导热系数）（见1，3.4），应满足1.8.1的要求。试件应是 SO9251中定义的均质或均质多孔体。均质多孔体试件内任何非均质性的尺寸应小于试件厚度的十分 之一。此外，在任意平均温度，其热阻应与试件两侧的温差无关。 材料的热阻取决于所有相关的热传递过程。热传导、辐射和对流是主要机理，然而这三者之间相互 作用会产生非线性影响。因此，尽管对这些机理研究得十分透彻，但实际分析或测量时仍很困难。 所有传热过程的程度与试件两侧的温差有关。许多材料、制品和系统在典型的使用温度差时，可能 呈现复杂的关系。在这种情况下，使用一个典型的使用温度差进行测定，然后在一定温差范围内测定近 似关系是合适的。在较宽的温差范围内可能是线性关系。 某些试件虽然符合均质性的要求，但却是各向异性。如试件内平行于试件表面方向测定的导热系 数分量与垂直于表面的方向测定的导热系数分量不同。对于这种试件，可能造成较大的不平衡误差和 边缘热损失误差。如两个测定值的比值小于2，并在装置内对各向异性试件分别测定不平衡误差和边 缘热损失误差，则可以按本标准方法出试验报告。

1.8.3材料的导热系数、表观导热系数或热阻系数

1. 8.3.1 总如

为测定材料的导热系数或热阻系数，必须满足1.8.2的要求。此外，为保证材料是均质或均质多 孔，且测量结果能代表整个材料、产品或系统，必须有足够的抽样。试件的厚度应大于当厚度进一步增 加时材料、产品或系统的传递系数变化不大于2%时的厚度

1. 8. 3. 2 与试件厚度的

所有的传热过程中，只有传导产生的热阻与试件厚度成正比。其他传热过程具有较复杂的关 牛越薄、密度越小，热阻与传导以外的传热过程越有关系。由于传递系数与试件厚度有关，所以不 净热系数和热阻系数（两者都是材料的固有特性）定义的要求。对于这些材料，可能希望测定应用 下的热阻。可以相信所有材料都有一个热传递系数与厚度有关的厚度下限。低于此厚度时，试件 有独特的传热性质，但不是材料的性质。 。因此，需通过测量确定这个最小厚度。

.8.3.3可确定材料传热性质的最小厚度的确立

如果不知道此最小厚度，则需要估计此最小厚度。 无确定的方法时，3.4.2中指出的粗略过程可用于确定最小厚度和观察材料在可能使用的厚度范 固内是否出现最小厚度。 重要的是要区别测量时在面板下放置测温传感器引起的附加热阻、不良的试件表面引起的附加热 且和由试件内部传导与辐射传热模式结合引起的附加热阻。三者都能以同样方式影响测量结果，并且 三者经常是叠加的。

对于热膨胀系数大的材料要特别注意，有温度梯度时将会过度翘曲。这将损坏装置和引起附加

GB/T10294—2008/IS08302:1991接触热阻。后者造成严重的测量误差。测量这种材料，可能需要专门设计的装置。2装置和误差评估2.1装置的描述和设计要求本章叙述的主要是双试件装置的要求。用于单试件装置的设计要求能容易地确定。2.1.1加热单元2.1.1.1概述加热单元包括计量单元和防护单元两部分。计量单元由一个计量加热器和计量面板组成。防护单元由一个（或多个）防护加热器及相应数量的防护面板组成。面板通常由高导热系数的金属制成加热单元和冷却单元面板的工作面不应与试件及环境发生化学反应。工作表面应加工成平面，表面平整度应定期检查。在任何操作条件下，工作面的平整度均应优于0.025%。例如在图2中，假定一个理想平面与板的表面在P点接触，表面上任何其他点B与理想平面的距离AB与A点到参考接触点P的距离AP之比应小于0.025/100。图2表面偏离真实平面2.1.1.2材料选择加热单元的材料时应考虑其在最高工作温度时的性能。设计加热单元时应保证提供预期使用所需的热流密度和适宜的特性。加热单元的结构应使加热单元工作时每个表面的温度不均匀性不大于试件两侧温差的2%。对于双试件装置，计量单元和防护单元的两个表面的平均温度之间的差值应小于0.2K，至少在试件的热阻大于0.1m·K/W，并且试验平均温度接近室温时应满足以上要求。加热单元的结构应保证工作表面在工作温度下不会翘曲或变形。在工作温度下，所有面板的工作表面的总半球辐射率应大于0.8。2.1.1.3隔缝和计量面积加热单元的计量单元与防护单元之间应有隔缝。隔缝在面板平面上所占的面积不应超过计量单元面积的5%。加热器加热丝的间距和分割计量单元与相邻的防护单元的隔缝的设计应满足2.1.1.2中板面温度均匀性的要求。除非其他计算或试验方法确定的计量面积更精确，计量面积应为隔缝中心线包围的面积。某些特殊情况见3.1c)。2.1.1.4隔缝两侧的温度不平衡应采用适当的方法，如多接点的热电堆，来检测计量面板和防护面板间的平均温度不平衡。当计量单元与防护单元之间存在温度不平衡时，一些热量会在二者之间流过，部分经过试件（热流量与温度不平衡和试件的导热系数有关），部分经过隔缝本身（热流量只取决于温度不平衡）。在测量高热阻试件时，这种热不平衡引起的穿越隔缝的热流量必须严格的限制虽然对此问题可提供的定量资料很少，但已知在方形防护热板装置里，沿整个隔缝的温度不平衡是不很均匀的。当仅用有限的温差热电偶时，建议检测平均温度不平衡的最有代表的位置是沿隔缝距计量单元角的距离等于计量单元边长四分之一的地方，应避开角部和轴线位置（见图3和参考文献[5]）。10

GB/T10294—2008/IS08302:1991图3推荐的不平衡传感器位置2.1.1.5不平衡传感器如果温度不平衡传感器装在金属板和试件间的支承片上（见图4a))或在金属面板与试件接触的面的沟槽里，那么传感器与金属面板以及试件表面之间，装在计量面上的传感器和装在防护单元的传感器之间都会存在热阻（图4a)）。所有类似情况均是这个原理。装置工作时，传感器的温度是计量单元与防护单元金属面板之间热平衡和从金属面板到试件的热流密度的复合结果。只有在金属面板与传感器之间的热阻与其他指出的热阻相比可以忽略或从热板流到试件的热流量不流过传感器（图4b)或图4c)）时，才能得到正确的平衡。当传感器装在金属面板和电加热器之间时，亦应同样考虑。因此，当在金属面板的沟槽里装设传感器时，无论面对试件还是面对加热器，除非在所有的使用条件下对所述的热阻进行细致的实验和分析校核，否则应避免用薄片或类似的方法固定不平衡传感器。加热单元面板上的隔缝和穿过隔缝的机械连接的存在，使与试件接触的金属面板内产生小的温度梯度。因此传感器应置于能记录沿隔缝边上存在的温度不平衡，而不是在计量单元和防护单元金属面板上某些任意点间存在的不平衡。建议隔缝边缘到传感器的距离应小于计量单元边长（或直径）的5%。实际上温度平衡具有一定的不确定性，因此隔缝的热阻应该尽量高。一般规则是计量单元和防护单元间的机械连接应尽量少，尽可能避免金属的或连续的连接。所有电线应斜地穿过隔缝，并且应该尽量用细的、低导热系数的导线，尽量避免用铜导线。2.1.2冷却单元冷却单元表面尺寸至少应与包括防护单元的加热单元的尺寸相同。它应维持在恒定的低于加热单元的温度。板面的温度不均匀性应小于试件两侧温差的2%。根据冷却单元要求的温度，可采用恒温的流体、电加热器、在冷面的加热单元的最外表面与辅助冷却器之间插人具有均匀热阻的绝热材料，或者这些方法结合起来使用。为得到温度均匀性，在设计流体冷却的金属板时应特别注意（见文献[5]和[24]）。需在最大热载荷与使用给定的冷却液体流量情况下，对进、出口处流体的温度差进行评估。大多数流体通道，在进出口处流体的温度差比面板的温度不均匀性大。逆流式螺旋通道能得到最好的结果，但在此情况下流体与金属板之间的热阻应足够高（见文献[5]和[24]），否则面板的温度不均匀性甚至比流体在进出口处的温差还要大。11

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元附近提供一个温度相同的等温表面，所有导线应牢固地固定在这个表面上，这个等温面可以是辅助防 护单元或其他合适的表面。热不平衡的程度应受限制，使流经导线的热流量不超过理想一维条件下穿 过试件热流量的10%

测量温度不平衡的传感器可以单独读数，计算温度差， 或用差动连接，直接显示温度差，效果更好。 常采用直径小于0.3mm的热电偶组成的热电堆。检测系统的灵度应保证，由实验或计算确定的、隔 缝温度不平衡引起的热性质测定误差不大于士0.5%。随着温度的降低，许多温度传感器的灵敏度急剧 降低，因此，在低温条件下使用的装置，对热电堆测量和控制系统的设计应特别注意。

2. 1.4. 1.2装置内的温度差

任何能够保证测量加热和冷却单元面板间温度差的准确度达1%的方法都可以测量装置内测点的 温度。 表面温度常用永久性埋设在面板沟槽内或放在与试件接触的表面下的温度传感器如热电偶来 测量。 采用其他方法（如将热电偶埋人薄片中）要特别注意减少测量表面温度的误差，尤其是当试验低热 阻的试件时。图6中示出了热电偶的一些连接形式。由于热电偶线不是很均匀，沿线材的温度梯度会 产生小的热电势，常导致热电偶测量产生系统误差。这种现象在合金中比纯金属中大。图6a）中每支 热电偶在水浴R中都有参考接点，能够分别读数。 当要求高准确度测量温度差，而不是加热和冷却单元的绝对温度时，可按图6b)或图6c)的温差连 接法。当图6b)或图6c)中热电偶线1。，2e，1s，2由纯金属制成，且连接H到C或H.到Ca的热电偶 线处于温度接近加热和冷却单元的温度的箱子A内时，可得到最好效果。这种情况下，沿着导线的温 度差最小。相反，如果将图6a)中导线1和1"夹在一起以实现温差连接，则就失去温差连接的大多数 优势。 图6b)的接法容许平均各温差测点的系统误差。而图6c)中的连接方法则把加热单元和冷却单元 间的金属连接减至最小。 温度传感器可以与金属面板完全电绝缘或整个回路仅有一点与金属面板接地（因此，在温差连接法 中，只有一个热电偶接点可以接地）。所需的绝缘电阻值取决于温度传感器是由加热单元或冷却单元的 接地的金属面板屏蔽，还是只是与其他电路绝缘。后者的绝缘电阻常要求大于100MQ，应计算和实验 证明其他线路不会影响传热性质测量的准确度。 在计量单元面板每侧设置的温度传感器的数量应不少于NVA或2(取大者）。此处N=10/m，A为 计量单元一个表面的面积，以平方米计。 推荐将一个传感器设置在计量面的中心。冷却单元面板上设置温度传感器的数量与计量单元的相 同，位置与计量单元相对应，

2.1.4.1.3试件的温差

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于板面的测量针或测微螺栓测量试件厚度。有效厚度由试件在装置内和不在装置内时（冷板用相同的 力相对紧压）测得距高的差值的平均值确定

2. 1. 4. 3 电气测量系缩

测量系统的设计与加热器的设计、使用的测温传感器和温差传感线路有关。这些线路的输出范围 随装置的工作范围而变化，很可能变化达几个数量级。这需要高线性、宽量程（多数字位显示）或低线 性、多量程的测量仪器。按使用者的总体要求选择。 测量温度和温差系统的灵敏度和准确度应不低于温差的0.2%。测量加热器功率的误差，在全范 围内均应在0.1%之内，

2. 1. 5 夹紧力

应配备施加可重现的恒定夹紧力的装置，以改善试件与板的热接触或在装置的板之间保持准确的 间距。 可采用恒力弹簧、杠杆和配重系统或等效的方法产生稳定的将冷板相互紧压的力。就大多数绝热 材料而言，施加的压力一般不大于2.5kPa。 测定可压缩的试件时，冷板的角部与防护单元的角部之间需垫人小截面的低导热系数的支柱以限 制试件的压缩，亦可采用其他控制热板与冷板之间距离的方法，这样的测试不需要恒压装置。

当冷却单元的温度低于室温或平均温度显 格中，以议 空制箱内环境气体的温度和露点或冷凝点。 如需要在不同气体环境中测定，应具备控制气体性质及其压力的方法

大部分误差计算时假定试件为辐射的不透明体。对于低密度的材料，它们是辐射的半透明体，此时 些计算公式可能不准确。 若更是理想一维条件下流过试件的热流量，Φ为实际热流量，则热流量误差E。按下式计算：

式中，Z1，Z2和Z3为与试件尺寸、隔缝和防护单元的宽度、试件的导热系数、表面传热系数、试件的 边缘以及越过隔缝的热连接有关的参数。 当隔缝两侧温差T。等于零时，实际热流量虾只受对应于边缘热损失误差的热流量Φ。的影响。 因此Z是与不平衡误差E。有关的参数。 Z1，Z2和Z的计算需要很复杂的级数展开。当表面传热系数趋向无限大时，边缘热损失误差E。 可由以下近似式（见参考文献[117）表达

式中： b—防护部分宽度（从隔缝中心量起），单位为米(m)；

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一一从隔缝中心到中心的计量部分宽度（或直径的二分之一，单位为来（m）。 只有测定条件与模型相符时，这个简化公式才能给出正确的结果，例如它不适用于对辐射为半透明 的试件、对辐射不透明的或半透明的各向异性或非均质试件。这个公式只推荐用于设计装置时使边缘 热损失的影响最小，决不能用于修正测量数据。 当e值接近0.5时，边缘热损失误差最小。不过要使试件边缘温度精确地维持在平均测定温度（对 应于e=0.5)是困难的。因此计算时e值应不大于0.25。 通过不平衡误差公式E。=（△T。/△T)Z3，热流量误差Φ，=E.Φ可由下式表示： Φ.=(d±入·)X AT

。△T一由于导线和连接件等的热传导而引起的通过隔缝的热流量 ·c△T。穿过单个试件或两个试件（双试件导热仪)的热流量。 由上式整理可得，

Φ =(+A. c)XAT

Z =兴(曾 +c)

系数c不是严格的常数，在近似的边界条件下，考虑双试件装置中流过两个试件的热流量，理论 的c值为（见参考文献[121）：

g一隔缝的宽度，单位为米（m）。 热板的结构尺寸和材料已知时，用基本传热公式可算出。值。。和c也能够用实验检验（见参考 文献[1]及2.4.4)。以上分析中假设2.1.1.4中所述的矩形装置中沿隔缝方向温度不平衡的不均匀和 2.1.1.5中所述的平衡传感器安装引起的问题可忽略。如果不能忽略，相应的误差应计入E。中。

2.2.2不对称条件引起的误差

如果两块试件不是完全相同，则温差会略有差别。假定两块试件的导热系数相等，并与温 则因非对称条件导致的误差E，一△入/入可写成

其中下标A表示第一块试件测试量，B代表第二块试件测试量，无下标的是平均值。 如果两块试件的导热系数不同或与温度有关，则确定E。的公式就更加复杂。其他的传热性质可 导出类似的表达式。如果满足3.2.1和3.3.6的要求，E，可以忽略

测量误差中还包据测量尺寸和低电压量的误差，设计者和操作者都应考虑这些误差。主要有： a）Ee：施加在计量部分的电功率的测量误差。 b） E：确定切割的和非切割试件、加热单元的计量面积及隔缝尺寸的测量误差。 C Er：温度和温差的测量误差：与温度传感器标定的准确度、测量装置的准确度和噪声、温度传 感器位置不确定性、温度传感器与试件间的接触热阻的不确定性有关。 d E：厚度的测量误差：与测量仪器的准确度、试件平均厚度的不确定度（由于不知道试件和面 板的表面平整度有关。如果厚度不是在试验状态下测量，还与测定条件的不一致看关。

在2.2.3中叙述的误差中大部分是系统误差。因而总误差是相加的，但它们同时作用在一个方 加或减小所测定的热性质）的概率是有限的。正确的定义最大或然误差需要复杂的统计分析。如 有一项误差远远大于其他误差，则最大或然误差在总误差的50%～75%之间

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由隔缝引起的计量单元和防护单元温度不均匀性亦可用类似方法计算。在加热单元为最大热流密 度时，必须进行这项检查。如设计者没有设计防护热板装置的经验时，应利用已被证实的设计。 计算结果中，应检查加热单元的面板的厚度是否合适。金属面板的厚度在温度均匀性满足2.1.1.2 要求的情况下应尽量薄，因为厚的面板将增加不平衡误差

2.3.4冷却单元温度均匀性

计算试件热阻为最小、试件的温差为最大时流过试件的最大热流量，加上由于边缘热损失的热流 令却单元与环境热交换的热流量。选择冷却系统、金属面板厚度和冷却流体的质量流量（适当时）， 到2.1.2所述的温度均匀性，

2.3.5不平衡和边缘缴热损失误差

确定Eg十E。的最大允许值，并按2.1.1.3确定一个试探性的隔缝宽度。窄的隔缝增大不平衡误 差，而宽的隔缝则增大计量面积不确定性。 按2.2.1算出参数中。和c。 按2.2.1估算试件的不平衡和边缘热损失误差。当试件的热阻和厚度为最大，而（T一T.）为最小 时误差最大。 如果不能按上述方法计算试件和防护单元的边缘热损失误差，则必须算出防护单元的热流量。边 象热损失的热流量不得超过理想一维条件下试件内热流量的20%（参考2.3.3试算）。 不平衡误差应与不平衡检测系统的灵敏度相适应，其值不应远大于（或远小于）边缘热损失误差。 因此，应验证防护单元的最佳宽度和试件的最天充许厚度（见文献5」）。附录C为计算机程序清单，只 要确定了E。十E。的和，可算出最大试件厚度。如防护热板装置在适当的范围内变化，能够修改程序以 评价任何一个装置的性能。 若结果不满足要求，可能需要另外设定尺寸或增加外防护单元，从本标准的2.3开始，找寻新方案。

当选定装置的合适尺寸后，进行如下具体设计： a） 按最小试件厚度确定表面公差； 选择表面处理工艺，保证总半球发射率大于0.8（室温下氧化的金属表面和许多油漆符合此要 求）； C 确定装置的所有细节，如温度传感器的位置和安装方法、加热器布线、机械连接、厚度测量装 置等； d） 按冷却单元的最低温度选择冷却系统； e） 按所需的环境（气氛）、它的稳定性和漂移的要求，选择环境气氛调节系统，保持边缘热损失误 差值在规定的范围内； f 选择温度自动控制系统，使温度漂移和波动减小到可以接受； g 按最大功率需要（见2.3.1)和最小功率（试件热阻最大温差最小）时允许的漂移选择计量单元 的电源； h） 按最小温差选择温度测量系统的灵敏度和准确度

新的或改进过的防护热板装置，必须细致 别客项校核后才能投人止常便用，

工作表面的平整度用四棱尺或金 靠被测表面，在尺的背面用光线照射 进行观察，可容易地观察小到25um的偏离，大的偏离可用塞尺或薄纸测定。

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2.4.2电气连接和自动控制器

将薄的、低热阻的试件装入装置内，并让整个装置在室温中与实验室空气热平衡。所有温度传感器 指示的温度应很接近室温，检查每个温度传感器的噪声，用欧姆表检查所有电路的绝缘状况。 在加热单元的金属面板与计量单元或防护单元加热器的一条引线之间石油标准，加上加热单元加热器预期 的最大工作电压（应无电流流过）。如果温度传感器的接地、屏蔽、电气绝缘正常，则读数不会波动。在 装置工作温度的两端重复上述检查。在低于室温时，降低电气绝缘的一个常见的原因是湿度。在高温 下，电气绝缘也会有较大的变化范围。 检查不平衡检测仪表和所有自动控制仪器的噪声及漂移。

2.4.3温度测量系统

把装有试件的防护热板组件密封于空气调节箱内，调节冷却单元的温度为其使用范围内某一适当 值。把箱体内部的环境温度控制到同一温度值。 不向加热单元的计量加热器和防护加热器施加电功率。此时加热单元的温度必须与冷却单元温度 一致，差异应在测量系统的噪声范围内。此外，防护单元温度与计量单元温度不平衡亦应在不平衡检测 表的噪声范围内（这种均温布置苏能用于检查热电堆）。可能产生错误结果的原因是由于空气调节箱 的设计不良，装置的绝缘不良或温度传感器的布线和连接不当造成的

2.4. 4 不平衡误差

当试件的厚度和热阻为最大，而试件的温差为最小时，边缘热损失使测量的误差最大。 检查时放入厚度和热阻接近最大设计值的试件，以设计的最小温差进行测定。测量防护单元的输 人功率，它不应比理想一维条件下防护单元流过试件的热流量所需的功率相差太多。 然后必须用实验检验边缘热损失对测得的热性质的影响。可能时，唯一的直接方法是改变环境温 度，观察防护单元加热器的功率和测定的热性质的变化。这项信息有助于确定任何型式的试件（均质的 或非均质的，各向同性或非各向同性等）的环境温度允许漂移的范围（见2.2.1）。 当不可能改变环境温度时，确定边缘绝热或防护是否满足要求的有效方法是：在埋入试件边缘中心 的薄金属片上焊上热电偶测量试件边缘中心的温度T。。（T。一T.)/△T值应小于0.1，此处T是试件 的平均温度，△T是试件两侧的温差。本方法仅适用于均质材料。要得到最高准确度时，此值应小于 0.02。

港口水运施工组织设计2.4.6装置工作面的热辐射率

装置经2.4.3～2.4.6检查，满足设计的要求后，装入一个（或一对)由热稳定的并且导热系数与 成线性关系的材料制作的试件。BCR（欧盟标准样品局）的参考材料RM64（密度接近于90kg/ 玻璃棉板）和NBS（美国国家标准局）参考材料SRM1450（密度范围为110kg/m~170kg/m的

GB/T10294—2008/ISO8302:1991