熱絲探針法是熱絲法的種改，它是將電加熱絲封裝小直徑金屬管中，探針內(nèi)電加熱絲絲既作為加熱元件，也作為測溫元件。其原理是利用電加熱絲電阻隨溫度變化而變化，測量加熱過程電加熱絲電阻變化，就可以得到溫度的變化。因而本方法非常快捷和便利，同時也相當(dāng)。在測試過程中，電通過銅絲時會產(chǎn)生熱量，熱量會同時向探針周圍的樣品行擴(kuò)散。熱量在材料中擴(kuò)散的速率依賴于材料的熱擴(kuò)散系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)等熱性。通過記錄溫度與探頭的響應(yīng)時間，材料的這些性可以被計算出來。其物理模型與熱絲法相似，傳統(tǒng)的熱探針法借鑒了熱絲法的數(shù)學(xué)模型，即不考慮探針的尺寸和熱物性的影響得出材料的導(dǎo)熱系數(shù)。Carslaw和Jaeger基于材料對無限小、線源恒定熱的溫度響應(yīng)給出法計算材料

以上推導(dǎo)忽略了探針的尺寸和熱容等影響因素，實際測量中，由于探針具有定體積和熱容，因此在探針開始加熱時，樣品溫升會有個時間滯后，在對數(shù)時間—溫升曲線圖上表現(xiàn)為非線性段，這個時間取決于探針尺寸和結(jié)構(gòu)，之后入線性段，后曲線將趨于平穩(wěn)。本儀器采用用篩選數(shù)據(jù)法取線性段上的數(shù)據(jù)行線性擬合，從而得到導(dǎo)熱系數(shù)值。當(dāng)材料的導(dǎo)熱系數(shù)已計算出，也就能計算出熱擴(kuò)散系數(shù)。

比熱容通過如下公式計算：

          C=λ/(a*p)

a：熱擴(kuò)散率，單位m²／s

λ：導(dǎo)熱系數(shù)，單位W／(m·K)

p：密度，單位g／m³

C：比熱容，單位KJ／(kg·K)

四、儀器安裝調(diào)試

1、將儀器安置在平穩(wěn)堅固的作臺上，連接好電源線。

2、連接好探針線和儀器與計算機(jī)的通信線。

3、計算機(jī)系統(tǒng)Microsoft  XP系統(tǒng)，在計算機(jī)中安裝Microsoft office Excel2003和Microsoft office Access2003，再安裝DRH導(dǎo)熱系數(shù)測試軟件，如需打印報表還要安裝打印機(jī)。

4、如計算機(jī)沒有2個9針COM口，需配RS232轉(zhuǎn)USB線或RS232板卡，并安裝相應(yīng)驅(qū)動。

5、打開儀器電源開關(guān)，啟動計算機(jī)，運行DRE導(dǎo)熱系數(shù)測試軟件。如通信端口設(shè)置正確，自動入測試軟件主界面。否則彈出通信端口設(shè)置界面，分別選擇恒源和電壓表通信端口地址，按“測試”鍵，如文本框中讀到與儀器相對應(yīng)數(shù)據(jù)，請按“停止”鍵。如果恒源和電壓表的數(shù)據(jù)都能讀入計算機(jī)，請按“入測試界面”鍵人測試軟件主界面。否則需檢查通訊線路和通訊端口設(shè)置是否正確。

6、單擊菜單“參數(shù)設(shè)置-探頭參數(shù)”，彈出用戶驗證界面，輸入用戶名和密碼（儀器用戶名：xt，密碼：808），入探頭參數(shù)設(shè)置界面，請輸入探頭參數(shù)，確認(rèn)退出。

7、單擊菜單“參數(shù)設(shè)置-修正系數(shù)”，彈出用戶驗證界面，輸入用戶名和密碼（儀器用戶名：xt，密碼：808），入修正系數(shù)設(shè)置界面，請輸入探頭上的數(shù)值，確認(rèn)退出。