相対的に熱伝導率が高く、薄い工業材料の測定は、以前から問題になっていました。通常の方法としては、ASTM D 5470 ? 01 (米国材料試験協会標準試験法（「Standard Test Method for Thermal Transmission Properties of Thin Thermally Conductive Solid Electrical Insulation Materials」)があげられますが、高感度の接触抵抗がみられ、高伝導率の材料には、応用できませんでした。THISYSは、この問題を解決します。

原理として、THISYSはサンプルを絶縁空洞に挿入し、一定の熱流で過熱されたサンプルを面方向に中心から端までくまなく加熱した状態で、温度勾配を測定します。

熱流-φ (ヒーターから派生した)を測定することによって、 サンプルを通過する温度の時間変化に対する微分値-ΔT_amp, サンプルの厚さ-H,とすると相対熱伝導率-λ_relは次のような計算式になります。

λ_rel ＝ φ / H ΔT_amp

この測定は既知の物質の測定値を基にした比較法で行われます。

THI01 の設計

Hukseflux THI01 は　2つのアルミニウム製のヒートシンクを採用し、それぞれにエア充填の絶縁空洞と共にヒーターが内蔵されています。サンプルはこのヒートシンクの間にセットします。このようにして温度勾配(面方向に中心から縁に)が測定されます。この技術新案はthin thermocouple thermopile (Hukseflux設計特許)としてグリセリン槽の中で正確かつ超高感度の微分値ΔTの測定を行います。

THI01は　0.01-6ｍｍの厚さのサンプルを測定します。通常、シート状で70ｘ100ｍｍの大きさのものを使用します。

参照標準サンプルは５ｍｍ厚のパイレックス(Pyrex)7740です。このシートの熱伝導 [H.λ] は約[4 10^-3 m²K/W]で、測定対象サンプルは、[H.λ] 値でこれに近いものが理想的です。

測定は、実際にはTHI01の温度で行われます。必要に応じて、人口気候室の中にTHI01をセットすれば動作温度を変更して測定でき、所定のセンサー温度範囲が変化している間に測定します。つまり測定はヒーティングサイクルと微分値ΔTを確定する計測から成り立っています。THI01の温度は、Pt100温度センサーによって監視され、サーモパイルの感度の温度依存性を修正します。 

MCU01(計測制御ユニット)の設計

MCUはコンピューター制御で、データ保存と同時に計測制御機能を実行します。ソフトウエアは、THI01ユニットに含まれており、ウィンドウズ環境で操作します。パラメーターサイクルタイム、サンプルの厚さ、ヒーター領域を入力すると、計測がスクリーン上でスタートします。

キャリブレーション

分析されるサンプルによりますが、さまざまな種類の参照サンプルが考えられます。通常、このユニットに含まれているパイレックス7740が使用され、このパイレックス7740の熱伝導率はNPL(英国立物理学研究所)で確認できます。THISYS は ISO認証の研究所での使用に適しています。　 

適応例

• 高熱伝導率のシート状物質
• 金属合金
• 高熱伝導率の複合材 

備考

THI01の仕様について必ずTHI01マニュアルを参照下さい。マニュアルはPDFファイルにてメールでお送りいたします。低熱伝導率のサンプル測定にはTHASYSの使用をお勧めします。

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