Discovery Laser Flash DLF 1200 精簡型台式儀器能夠在室溫到 1200˚C 的溫度範圍內測量材料的熱擴散、熱傳導率以及比熱容量。採用的專利雷射源可發出 25 焦耳的能量,在最嚴苛的條件下測試最多種的試樣。四件試樣托盤設計展現絕佳效率。只有此款台式閃光儀器能夠提供比同級氙氣光源設計展現更高精度、準確度和功能的雷射脈衝光源。
DLF 1200 功能
- 強大的雷射比同級氙氣系統高出 65% 的能量,因此能夠最準確地測試溫度最高可達 1200˚C 的任何厚度和熱傳導率的最多種試樣
- 雷射本身具有相干性,可以僅照射到試樣表面,非常準確,因此不需要修正因額外照射到試樣架而產生的側向熱傳導
- 自動取樣器配備專利四位氧化鋁試樣托盤,可達到最大的效率
- 多樣化的試樣托盤適合多種試樣尺寸 (最大 25.4 mm)、形狀和特殊裝具 (液體、粉末、層壓板、薄膜等等),達到最大的試樣測試彈性
- 對於從室溫到 1200˚C 的試樣,先進的阻熱爐膛提供同級產品中最佳的溫度穩定性和均勻性,而且可在空氣、惰性氣體或真空中測量
- 高靈敏度紅外偵測器提供最佳的信號雜訊比,在整個溫度範圍內達到最高的準確度
- 即時脈衝映射可供薄材料和高傳導性材料達到絕佳的散熱性
- 符合多種業界標準檢驗方法,包括 ASTM E1461、ASTM C714、ASTM E2585、ISO 13826、ISO 22007-Part4、ISO 18755、BS ENV 1159-2、DIN 30905 和 DIN EM821
雷射源
類型 | 1 級 Nd:玻璃,台式 |
脈衝能量 (可變) | 高达 25 焦耳 |
脈衝寬度 | 300 微秒至 400 微秒 |
專利傳輸光學元件 | 光導管 |
爐膛
溫度範圍 | 室溫至 1200°C |
大氣 | 空氣、惰性氣體、真空壓強 (50 毫托) |
偵測
熱擴散範圍 | 0.01至 1000 mm2/s |
熱傳導範圍 | 0.1至 2000 W/(m*K) |
資料採集 | 16 bit |
準確度
熱擴散 | ±2.3% |
熱傳導 | ±4% |
可重複性
熱擴散 | ±2.0% |
熱傳導 | ±3.5% |
試樣
圓形 | 直径 8、10、12.7 和 25.4 mm |
方形 | 長度 8 和 10 mm |
最大厚度 | 10 mm |
自動取樣器
類型 | 四位線性托盤 |
準直、高能雷射源
準直、高能雷射源
DLF 1200 脈衝源是 I 級釹玻璃 (Nd:glass) 雷射,能量達到 25 焦耳。能夠對於試樣表面發出本質上準直的單色脈衝。在測量過程中,傳送到試樣表面的光脈衝能量越多,偵測器的訊號品質越高。只有 DLF 1200 能夠提供 25 焦耳的能量,展現台式閃光設計的絕佳效益。由於能量比氙氣閃光儀器設計多 65%,因此對於較厚或傳導率低或是表面發射率 (光亮表面) 低的試樣,測試更容易。高達 1200°C 時能量更高,測試更準確,因此功能比氙氣燈設計更強大。
不需要複雜的光學元件即可進行高效率的能量傳輸
不需要複雜的光學元件即可進行高效率的能量傳輸
DLF 1200 雷射接近試樣,確保本質上具有相干性的脈衝有效傳輸到試樣表面。因此,均勻的高品質輻射脈衝準確匯聚於試樣。其設計不同於氙氣燈系統,無需使用複雜的光學元件準直光線及進行傳輸。
不超過 1200°C 可以可靠地控制溫度,且能達到穩定的均勻性
不超過 1200°C 可以可靠地控制溫度,且能達到穩定的均勻性
DLF 1200 配備耐用可靠的阻熱爐膛,達到絕佳的溫度精度和均勻性。爐膛能夠準確將溫度控制在目標溫度值,尤其在 1000˚C 以上的高溫下,確保能夠確實偵測能量脈衝期間發生的 1 至 2 度的溫度升高,達到最準確測量熱擴散的效果。對於整個四位試樣托盤均勻加熱,可以大幅改善同一次測試執行中的可重複性,並確保在完全相同的熱度條件下測試未知的試樣和特定的熱參考標準,確定最優熱傳導率。在空氣、惰性氣體或真空中操作爐膛。
可靠的自動化
可靠的自動化
專利* 線性自動取樣器是 DLF 1200 的標準配備,可大幅提升實驗室效率。自動取樣器可搭配使用多種試樣托盤,能夠放置 4 件直徑或長度達到 12.7 mm 的圓形或方形試樣,或尺寸達到 25.4 mm 的 2 件試樣。最大試樣厚度達到 10 mm。此外,還提供用於液體、粉末、層壓板的裝具,以及對薄膜和極高擴散性材料進行平面分析的應用特定裝具。該系統展現充分的彈性,能夠結合多種裝具同時裝入自動取樣器托盤。
*美國專利號碼 6,375,349 B1
強大的雷射益處頗多,可確保資料準確度
強大的雷射益處頗多,可確保資料準確度
準確度可定義一組測量資料與真實值兩者的相近程度。一般可在相同的條件下重覆測試同一件試樣,並將結果與參考資料加以比較,進行評估。閃光儀器進行準確測量的能力取決於系統的所有設計元件共同運作的效率。這些元件包括光源、脈衝傳輸器件、偵測器,以及爐膛。雷射光源由於光脈衝的效用而展現系統效益。隨著試樣厚度增加,需要更多能量穿透試樣並偵測另一面的溫度升高情形,因此雷射功率變得十分重要。
為了展示 LF 1200 的卓越性能,我们选取了四个試樣進行測試,這四個試樣採用特征明显的 304L 不锈钢,厚度在 1 mm 至 10 mm 范围内,並將測試结果与文献值进行比较。
右上方的圖中,顯示了四件試樣的熱擴散結果與不銹鋼文獻值的對比情況,以及與文獻值相差 ±3% 的誤差曲線。對於不同厚度的試樣,準確度始終高於儀器規格的 3%,展現全世界最強台式閃光儀器的絕佳效能。
高品質熱傳導率
高品質熱傳導率
無氧高傳導銅 (OFHC) 是一種特徵明顯的材料,一般在評估閃光儀器熱物理特性的測量品質時,做為參考試樣。在右下方的圖中,顯示使用 DLF1200 測量的 OFHC 銅質試樣本身的熱擴散、比熱和熱傳導率。在整個適用的溫度範圍內,熱擴散和比熱結果與參考值完全一致。這些高品質的結果能夠確實計算出在預期資料的 3% 之內的熱傳導率。
專利自動取樣器的可靠結果
專利自動取樣器的可靠結果
進行閃光測量時,試樣必須對準光脈衝和偵測器的路徑,才能取得準確的結果。DLF 1200 的專利線性四位自動取樣器能夠連續準確定位每個試樣,確保達到準確測量的效果。右圖顯示裝入自動取樣器中並從室溫到 900°C 依序測試的四件不銹鋼試樣。所有熱擴散值均在預期值的 ±0.5% 之內,遠低於 ±2% 的可重複性規格。以下顯示自動取樣器托盤的各種配置。
輕鬆準確獲得閃光分析資料的絕佳軟體平台
所有 Discovery 閃光儀器均包含儀器控制和資料分析的 FlashLine™ 軟體。Microsoft Windows 版軟體提供直覺式表格型格式,藉由儀器控制介面即可進行實驗參數的簡單程式設計。即時監視可在每次測試時立即評估資料品質和儀器效能。資料分析模組的自動化例行程序為使用者提供先進的分析工具,包括傳導和輻射的熱消耗修正模型。脈衝形狀映射測量系統整合的 FlashLine 將按照進行脈衝形狀和寬度修正的時間,決定雷射脈衝的確切形狀。這也能夠識別閃光零距原點,並且能夠進行有限脈衝效應修正,此修正對於準確測量薄試樣和高擴散材料而言相當重要。此外,TA Instrument 也開發出「適配度」評估工具,能夠讓使用者選取不同的熱擴散模型所計算的最佳結果。
軟體功能:
- 無限溫度區段,以及使用者定義的溫度增量
- 使用者可按照溫度區段對於每個試樣選取的雷射能量
- 測試期間任何已完成區段的資料分析
- 以比較方法決定比熱容量
- 自動多次選取和平均的選項
- 透明和半透明試樣的輻射元件修正
- 閃光能量的自動最佳化
- 試樣略過和精度條件的選項
- X 和 Y 區段的快速縮放功能
- 反映溫度與熱擴散、比熱容量和熱傳導率之間關係的表格和圖形
- 測試期間和測試完成時所有模型的計算
標準模型包括:
- 多維度熱損失修正和非線性迴歸的 Gembarovic 模型
- 「適配度」評估工具,支援選擇最佳模型結果
- 決定 t0 的脈衝重心
- 脈衝長度和形狀修正
- 兩層和三層分析
- 平面
- 主要模型:Clark and Taylor、Cowan、Degiovanni、Koski、Least Squares、Logarithmic、Moment、Heckman、Azumi 和 Parker