El sistema más poderoso para mediciones de difusividad térmica precisas y exactas de hasta 1600°C.
El Discovery Laser Flash DLF 1600 es un instrumento independiente de avanzada para mediciones de difusividad térmica y capacidad de calor específico de materiales, desde temperatura ambiente hasta 1600°C. Su diseño distintivo incorpora tecnologías patentadas de láser, óptica de láser, detector y horno; todo esto, junto al exclusivo carrusel de muestras de cinco posiciones de alúmina de alta pureza patentado, garantizan una producción de muestras y una precisión en las mediciones que no tienen precedentes. Gracias a su capacidad de operar en diversas condiciones atmosféricas, entre ellas, en aire, gas inerte o vacío, el DLF 1600 tiene la capacidad de caracterizar una gran variedad de materiales, incluidos polímeros, cerámica, carbonos, grafito, compuestos, vidrios, metales y aleaciones.
Características del DLF 1600
- El poderoso láser brinda un 40 % más de energía que cualquier diseño de la competencia, para lograr las pruebas más precisas con las temperaturas más altas y el rango más amplio de muestras, independientemente del espesor y la conductividad térmica
- La varita de fibra óptica patentada ofrece un haz 99 % homogéneo para la entrega más uniforme de radiación de la muestra
- Carrusel de cinco posiciones patentado* para una productividad sin igual y mediciones de capacidad de calor superiores
- Diseño de carrusel flexible, que puede configurarse con diversos soportes de muestra, adaptadores y accesorios especiales para la gama más amplia de pruebas
- Horno con tubo de mufla de alúmina de avanzada para lograr un rendimiento de temperatura sin desviaciones, de temperatura ambiente a 1600°C y mediciones en aire, gas inerte o vacío
- Detector IR de alta sensibilidad para lograr una relación óptima de señal a ruido y brindar la más alta precisión en todo el rango de temperatura
- Mapeo por pulsos en tiempo real para lograr una difusividad superior de materiales finos y de conductividad alta
- Cumple con diversos métodos de prueba estándares de la industria, como ASTM E1461, ASTM C714, ASTM E2585, ISO 13826, ISO 22007-Part4, ISO 18755, BS ENV 1159-2 y DIN 30905
*Patente de los EE. UU. n.º 6.375.349.B1
Fuente de láser
| Tipo | Clase 1Nd: Vidrio, de pie |
| Energía de pulsos (variable) | Hasta 35 julios |
| Ancho de pulso | 300 µs a 400 µsec |
| Óptica de transferencia patentada | Varita de fibra óptica |
Horno
| Rango de temperatura | Temp. ambiente a 1600 °C |
| Atmósfera | Aire, inherte, vacío (50 mtorr) |
Detección
| Rango de difusividad térmica | 0.01 a 1000 mm2/s |
| Rango de conductividad térmica | 0.1 a 2000 W/(m*K) |
| Adquisición de datos | 16 bit |
Exactitud
| Difusividad térmica | ±2.3% |
| Conductividad térmica | ±4% |
Repetibilidad
| Difusividad térmica | ±2.0% |
| Conductividad térmica | ±3.5% |
Muestra
| Redonda | 8, 10, 12.7 y 15.9 mm de diámetro |
| Cuadrado | 8 y 10 mm de longitud |
| Espesor máximo | 10 mm |
Automuestreador
| Tipo | Carrusel de cinco posiciones |
Láser de alta potencia y óptica de avanzada
Láser de alta potencia y óptica de avanzada
El DLF 1600 cuenta con la fuente de láser más potente y sólida de la industria, y el sistema de entrega más eficaz. El láser de vidrio de fosfato de neodimio Clase 1 patentando y el sistema de varita de fibra óptica, junto a la alineación incorporada, garantizan la generación y entrega eficiente de energía láser a la muestra.
- Láser patentado diseñado y fabricado por TA
- Entrega 40 % más energía a la superficie de la muestra que el sistema de la competencia más cercado
- Perfil de energía de láser 99 % homogeneizado
- Diseño sin ruido: la separación de los módulos de láser y el horno elimina el efecto de la interferencia electromagnética y garantiza estabilidad de alineación óptica a largo plazo.
Carrusel de muestra de alta productividad flexible
Carrusel de muestra de alta productividad flexible
Solo el DLF 1600 trae en su versión estándar un carrusel que permite la prueba simultánea de hasta cinco muestras en un solo experimento a 1600°C. El carrusel admite pruebas de hasta 15.9 mm de diámetro y 10 mm de espesor; 20 % más grandes y 50 % más gruesas que cualquier instrumento de pulso láser de alta temperatura de la competencia. Las bandejas y adaptadores opcionales pueden aceptar diversas dimensiones y formas de muestra, incluso cuadradas y redondas. Se encuentran disponibles soportes de muestra para líquidos, polvos, pastas, laminados y pruebas en plano de películas finas.
Horno de 1600°C
Horno de 1600°C
El diseño inteligente del horno DLF 1600 lo diferencia de los instrumentos de análisis de pulso láser de la competencia en cada aspecto del rendimiento de temperatura. El horno emplea calentadores de siliciuro de molibdeno de alta calidad (MoSi2), un tubo de mufla de alúmina de alta pureza y múltiples deflectores en toda su longitud para evitar molestias térmicas. El resultado es un horno diseñado para proporcionar el calor más estable y uniforme para un control confiable de la muestra a 1600°C. Al operar el DLF 1600, cada muestra del carrusel alcanza por completo la temperatura programada y la mantiene, desde temperatura ambiente hasta 1600°C durante el transcurso de la prueba. La prueba de muestras se puede realizar en atmósferas estáticas o dinámicas, que incluyen el vacío, la oxidación o la purga de gas inherte. El resultado son mediciones de difusividad térmica más reproducibles, disponibles desde temperatura ambiente hasta 1600°C.
Detector infrarrojo y óptica de precisión
Detector infrarrojo y óptica de precisión
El DLF 1600 incluye un detector infrarrojo (IR) de antimoniuro de indio (InSb), refrigerado por nitrógeno líquido y de alta sensibilidad, con una excelente relación señal-ruido en todo el rango de temperatura. Un Dewar incorporado de nitrógeno líquido brinda funcionamiento no supervisado las 24 horas, para poder realizar experimentos extendidos sin interrupciones. Además, la óptica en la vía del detector garantiza una medición uniforme y precisa del termograma de muestra. El área de detección IR cubre más del 90 % de la superficie de la muestra; por lo tanto, los datos representativos se recopilan sin contribuciones de radiación externa, incluidos los efectos de borde como los “destellos” producidos por la preparación imperfecta de la muestra.
Precisión y repetibilidad sin igual
Precisión y repetibilidad sin igual
La precisión, que define qué tan cerca está del valor real un conjunto de datos medidos, es fundamental para comprender si un instrumento funciona bien en condiciones conocidas. La figura de la parte superior derecha muestra los resultados de tres experimentos consecutivos en una muestra de molibdeno, en comparación con el valor de referencia. Los datos demuestran que la precisión del DLF 1600 es mayor que ±2 %, dentro de la especificación de 2.3 %, en todo el rango de temperatura. Es importante destacar que, incluso con la temperatura máxima de 1600°C, los resultados son excelentes con una desviación de tan solo el 1.26 %.
La repetibilidad, o precisión, de un sistema de medición está determinada por la variación de múltiples mediciones en el mismo instrumento bajo las mismas condiciones. La figura de la parte inferior a la derecha muestra la repetibilidad de las mediciones en cinco muestras de molibdeno probadas desde temperatura ambiente hasta 1600°C, a intervalos de 100°C. La desviación del promedio es menor que ±1 % con casi 80 % de los resultados dentro del ±0.5 % del promedio. Estos resultados se encuentran perfectamente dentro de la especificación de ±2 %, en todo el rango de temperatura, lo que muestra la repetibilidad sin igual del DLF 1600.
Las mediciones de difusividad más precisas – <br>Incluso en las condiciones más extremas
Las mediciones de difusividad más precisas – Incluso en las condiciones más extremas
La capacidad de cualquier instrumento de realizar una medición precisa depende de que todos los elementos de diseño funcionen en forma conjunta y eficiente como un sistema. En un instrumento de pulso láser, estos componentes incluyen la fuente de luz, la entrega de pulso, el detector y el horno. Una buena manera de comprender el desempeño de un sistema de pulso láser es evaluar una muestra bajo ciertas condiciones para presionar los límites de medición de todos los componentes en forma simultánea. Un caso tan extremo para el pulso láser es una muestra con un espesor máximo y una temperatura máxima.
Se probó una muestra de termografito de 9.9 mm espesor (un 65 % mayor al máximo permitido en la instrumentación de la competencia) en el DLF 1600 desde 100 a 1600°C, a intervalos de 100°C. Se muestra el termograma de datos sin procesar para la medición más difícil a 1600°C en la figura de la parte superior derecha. Aquí se puede apreciar que el DLF 1600, con su combinación de entrega de pulso y láser patentada de alta energía, el horno de alta temperatura con zona de calor uniforme, el detector infrarrojo de sensibilidad y el procesamiento de datos de 16 bits, proporcionan relaciones de alta señal-ruido para excelentes resultados del termograma en las condiciones más existentes.
El gráfico de la parte inferior derecha muestra los resultados de la difusividad térmica de la muestra de termografito de 9.9 mm de espesor en comparación con las dos muestras más finas (3.2 mm y 6.1 mm de espesor), con los datos de referencia superpuestos. Los resultados de la figura demuestran claramente el diseño superior del DLF 1600 para realizar mediciones precisas en la más amplia gama de condiciones. Todos los valores informados se encuentran dentro de un ±2 % de la referencia. Incluso en las condiciones más extremas, con el espesor máximo, más del 50 % de las mediciones de difusividad térmica muestran una desviación de menos del 1 %.
La plataforma de software comprobada para datos de análisis de flash precisos y sencillos
Todos los instrumentos de pulso láser Discovery incluyen el software FlashLine™ para el control de instrumentos y el análisis de datos. El software basado en Microsoft Windows cuenta con un formato basado en tablas para una programación sencilla de los parámetros experimentales en la interfaz de control de instrumentos. El monitoreo en tiempo real permite la evaluación inmediata de la calidad de los datos y el rendimiento de los instrumentos durante cada prueba. Las rutinas del módulo de análisis de datos les proporcionan a los usuarios herramientas de análisis avanzadas, que incluyen modelos para la corrección de la pérdida de calor tanto en conducción como en radiación. Al estar integrado con el sistema de medición de corrección de ancho, FlashLine determina la forma exacta del pulso de láser, en comparación con el tiempo, para realizar la corrección de ancho y forma de pulso. También identifica el origen del flash cero y permite la corrección del efecto de pulso finito que es fundamental para garantizar mediciones precisas para muestras finas y materiales de alta difusividad. Además, TA Instrument desarrolló la herramienta de evaluación “Goodness of Fit” que permite al usuario seleccionar los mejores resultados calculados por diferentes modelos de difusividad térmica.
Características del software:
- Segmentos de temperatura ilimitada con saltos de aumento de calor definidos por el usuario
- Energía láser seleccionable por el usuario para cada muestra por segmento de temperatura
- Análisis de datos de cualquier segmento ya completado durante la prueba
- Determinación del calor específico mediante método comparativo
- Opción de selección y promedio automáticos de disparos múltiples
- Corrección del componente de radiación de muestras transparentes y traslúcidas
- Optimización automática del nivel de energía del flash
- Opción de salto de muestras y criterios de precisión
- Función de zoom rápido para segmentos X e Y
- Tablas y gráficos de difusividad térmica, calor específico y conductividad térmica como una función de temperatura
- Cálculos de todos los modelos durante la prueba que también están disponibles al completar la prueba
Los modelos estándar incluyen:
- Gembarovic para corrección de la pérdida de calor multidimensional y regresión no lineal
- Goodness of Fit para obtener la mejor selección de resultados del modelo
- Centro de gravedad de pulso para determinar t0
- Longitud de pulso y corrección de forma
- Análisis de dos y tres capas
- En plano
- Modelos principales: Clark y Taylor, Cowan, Degiovanni, Koski, Cuadrados mínimos, Logarítmico, De momento, Heckman, Azumi y Parker
- Descripción
-
El Discovery Laser Flash DLF 1600 es un instrumento independiente de avanzada para mediciones de difusividad térmica y capacidad de calor específico de materiales, desde temperatura ambiente hasta 1600°C. Su diseño distintivo incorpora tecnologías patentadas de láser, óptica de láser, detector y horno; todo esto, junto al exclusivo carrusel de muestras de cinco posiciones de alúmina de alta pureza patentado, garantizan una producción de muestras y una precisión en las mediciones que no tienen precedentes. Gracias a su capacidad de operar en diversas condiciones atmosféricas, entre ellas, en aire, gas inerte o vacío, el DLF 1600 tiene la capacidad de caracterizar una gran variedad de materiales, incluidos polímeros, cerámica, carbonos, grafito, compuestos, vidrios, metales y aleaciones.
- Características
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Características del DLF 1600
- El poderoso láser brinda un 40 % más de energía que cualquier diseño de la competencia, para lograr las pruebas más precisas con las temperaturas más altas y el rango más amplio de muestras, independientemente del espesor y la conductividad térmica
- La varita de fibra óptica patentada ofrece un haz 99 % homogéneo para la entrega más uniforme de radiación de la muestra
- Carrusel de cinco posiciones patentado* para una productividad sin igual y mediciones de capacidad de calor superiores
- Diseño de carrusel flexible, que puede configurarse con diversos soportes de muestra, adaptadores y accesorios especiales para la gama más amplia de pruebas
- Horno con tubo de mufla de alúmina de avanzada para lograr un rendimiento de temperatura sin desviaciones, de temperatura ambiente a 1600°C y mediciones en aire, gas inerte o vacío
- Detector IR de alta sensibilidad para lograr una relación óptima de señal a ruido y brindar la más alta precisión en todo el rango de temperatura
- Mapeo por pulsos en tiempo real para lograr una difusividad superior de materiales finos y de conductividad alta
- Cumple con diversos métodos de prueba estándares de la industria, como ASTM E1461, ASTM C714, ASTM E2585, ISO 13826, ISO 22007-Part4, ISO 18755, BS ENV 1159-2 y DIN 30905
*Patente de los EE. UU. n.º 6.375.349.B1
- Especificaciones
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Fuente de láser
Tipo Clase 1Nd: Vidrio, de pie Energía de pulsos (variable) Hasta 35 julios Ancho de pulso 300 µs a 400 µsec Óptica de transferencia patentada Varita de fibra óptica Horno
Rango de temperatura Temp. ambiente a 1600 °C Atmósfera Aire, inherte, vacío (50 mtorr) Detección
Rango de difusividad térmica 0.01 a 1000 mm2/s Rango de conductividad térmica 0.1 a 2000 W/(m*K) Adquisición de datos 16 bit Exactitud
Difusividad térmica ±2.3% Conductividad térmica ±4% Repetibilidad
Difusividad térmica ±2.0% Conductividad térmica ±3.5% Muestra
Redonda 8, 10, 12.7 y 15.9 mm de diámetro Cuadrado 8 y 10 mm de longitud Espesor máximo 10 mm Automuestreador
Tipo Carrusel de cinco posiciones - Tecnología
-
Láser de alta potencia y óptica de avanzada
Láser de alta potencia y óptica de avanzada
El DLF 1600 cuenta con la fuente de láser más potente y sólida de la industria, y el sistema de entrega más eficaz. El láser de vidrio de fosfato de neodimio Clase 1 patentando y el sistema de varita de fibra óptica, junto a la alineación incorporada, garantizan la generación y entrega eficiente de energía láser a la muestra.
- Láser patentado diseñado y fabricado por TA
- Entrega 40 % más energía a la superficie de la muestra que el sistema de la competencia más cercado
- Perfil de energía de láser 99 % homogeneizado
- Diseño sin ruido: la separación de los módulos de láser y el horno elimina el efecto de la interferencia electromagnética y garantiza estabilidad de alineación óptica a largo plazo.
Carrusel de muestra de alta productividad flexible
Carrusel de muestra de alta productividad flexible
Solo el DLF 1600 trae en su versión estándar un carrusel que permite la prueba simultánea de hasta cinco muestras en un solo experimento a 1600°C. El carrusel admite pruebas de hasta 15.9 mm de diámetro y 10 mm de espesor; 20 % más grandes y 50 % más gruesas que cualquier instrumento de pulso láser de alta temperatura de la competencia. Las bandejas y adaptadores opcionales pueden aceptar diversas dimensiones y formas de muestra, incluso cuadradas y redondas. Se encuentran disponibles soportes de muestra para líquidos, polvos, pastas, laminados y pruebas en plano de películas finas.
Horno de 1600°C
Horno de 1600°C
El diseño inteligente del horno DLF 1600 lo diferencia de los instrumentos de análisis de pulso láser de la competencia en cada aspecto del rendimiento de temperatura. El horno emplea calentadores de siliciuro de molibdeno de alta calidad (MoSi2), un tubo de mufla de alúmina de alta pureza y múltiples deflectores en toda su longitud para evitar molestias térmicas. El resultado es un horno diseñado para proporcionar el calor más estable y uniforme para un control confiable de la muestra a 1600°C. Al operar el DLF 1600, cada muestra del carrusel alcanza por completo la temperatura programada y la mantiene, desde temperatura ambiente hasta 1600°C durante el transcurso de la prueba. La prueba de muestras se puede realizar en atmósferas estáticas o dinámicas, que incluyen el vacío, la oxidación o la purga de gas inherte. El resultado son mediciones de difusividad térmica más reproducibles, disponibles desde temperatura ambiente hasta 1600°C.Detector infrarrojo y óptica de precisión
Detector infrarrojo y óptica de precisión
El DLF 1600 incluye un detector infrarrojo (IR) de antimoniuro de indio (InSb), refrigerado por nitrógeno líquido y de alta sensibilidad, con una excelente relación señal-ruido en todo el rango de temperatura. Un Dewar incorporado de nitrógeno líquido brinda funcionamiento no supervisado las 24 horas, para poder realizar experimentos extendidos sin interrupciones. Además, la óptica en la vía del detector garantiza una medición uniforme y precisa del termograma de muestra. El área de detección IR cubre más del 90 % de la superficie de la muestra; por lo tanto, los datos representativos se recopilan sin contribuciones de radiación externa, incluidos los efectos de borde como los “destellos” producidos por la preparación imperfecta de la muestra. - Desempeño
-
Precisión y repetibilidad sin igual
Precisión y repetibilidad sin igual
La precisión, que define qué tan cerca está del valor real un conjunto de datos medidos, es fundamental para comprender si un instrumento funciona bien en condiciones conocidas. La figura de la parte superior derecha muestra los resultados de tres experimentos consecutivos en una muestra de molibdeno, en comparación con el valor de referencia. Los datos demuestran que la precisión del DLF 1600 es mayor que ±2 %, dentro de la especificación de 2.3 %, en todo el rango de temperatura. Es importante destacar que, incluso con la temperatura máxima de 1600°C, los resultados son excelentes con una desviación de tan solo el 1.26 %.La repetibilidad, o precisión, de un sistema de medición está determinada por la variación de múltiples mediciones en el mismo instrumento bajo las mismas condiciones. La figura de la parte inferior a la derecha muestra la repetibilidad de las mediciones en cinco muestras de molibdeno probadas desde temperatura ambiente hasta 1600°C, a intervalos de 100°C. La desviación del promedio es menor que ±1 % con casi 80 % de los resultados dentro del ±0.5 % del promedio. Estos resultados se encuentran perfectamente dentro de la especificación de ±2 %, en todo el rango de temperatura, lo que muestra la repetibilidad sin igual del DLF 1600.
Las mediciones de difusividad más precisas – <br>Incluso en las condiciones más extremas
Las mediciones de difusividad más precisas – Incluso en las condiciones más extremas
La capacidad de cualquier instrumento de realizar una medición precisa depende de que todos los elementos de diseño funcionen en forma conjunta y eficiente como un sistema. En un instrumento de pulso láser, estos componentes incluyen la fuente de luz, la entrega de pulso, el detector y el horno. Una buena manera de comprender el desempeño de un sistema de pulso láser es evaluar una muestra bajo ciertas condiciones para presionar los límites de medición de todos los componentes en forma simultánea. Un caso tan extremo para el pulso láser es una muestra con un espesor máximo y una temperatura máxima.Se probó una muestra de termografito de 9.9 mm espesor (un 65 % mayor al máximo permitido en la instrumentación de la competencia) en el DLF 1600 desde 100 a 1600°C, a intervalos de 100°C. Se muestra el termograma de datos sin procesar para la medición más difícil a 1600°C en la figura de la parte superior derecha. Aquí se puede apreciar que el DLF 1600, con su combinación de entrega de pulso y láser patentada de alta energía, el horno de alta temperatura con zona de calor uniforme, el detector infrarrojo de sensibilidad y el procesamiento de datos de 16 bits, proporcionan relaciones de alta señal-ruido para excelentes resultados del termograma en las condiciones más existentes.
El gráfico de la parte inferior derecha muestra los resultados de la difusividad térmica de la muestra de termografito de 9.9 mm de espesor en comparación con las dos muestras más finas (3.2 mm y 6.1 mm de espesor), con los datos de referencia superpuestos. Los resultados de la figura demuestran claramente el diseño superior del DLF 1600 para realizar mediciones precisas en la más amplia gama de condiciones. Todos los valores informados se encuentran dentro de un ±2 % de la referencia. Incluso en las condiciones más extremas, con el espesor máximo, más del 50 % de las mediciones de difusividad térmica muestran una desviación de menos del 1 %.
- Software
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La plataforma de software comprobada para datos de análisis de flash precisos y sencillos
Todos los instrumentos de pulso láser Discovery incluyen el software FlashLine™ para el control de instrumentos y el análisis de datos. El software basado en Microsoft Windows cuenta con un formato basado en tablas para una programación sencilla de los parámetros experimentales en la interfaz de control de instrumentos. El monitoreo en tiempo real permite la evaluación inmediata de la calidad de los datos y el rendimiento de los instrumentos durante cada prueba. Las rutinas del módulo de análisis de datos les proporcionan a los usuarios herramientas de análisis avanzadas, que incluyen modelos para la corrección de la pérdida de calor tanto en conducción como en radiación. Al estar integrado con el sistema de medición de corrección de ancho, FlashLine determina la forma exacta del pulso de láser, en comparación con el tiempo, para realizar la corrección de ancho y forma de pulso. También identifica el origen del flash cero y permite la corrección del efecto de pulso finito que es fundamental para garantizar mediciones precisas para muestras finas y materiales de alta difusividad. Además, TA Instrument desarrolló la herramienta de evaluación “Goodness of Fit” que permite al usuario seleccionar los mejores resultados calculados por diferentes modelos de difusividad térmica.Características del software:
- Segmentos de temperatura ilimitada con saltos de aumento de calor definidos por el usuario
- Energía láser seleccionable por el usuario para cada muestra por segmento de temperatura
- Análisis de datos de cualquier segmento ya completado durante la prueba
- Determinación del calor específico mediante método comparativo
- Opción de selección y promedio automáticos de disparos múltiples
- Corrección del componente de radiación de muestras transparentes y traslúcidas
- Optimización automática del nivel de energía del flash
- Opción de salto de muestras y criterios de precisión
- Función de zoom rápido para segmentos X e Y
- Tablas y gráficos de difusividad térmica, calor específico y conductividad térmica como una función de temperatura
- Cálculos de todos los modelos durante la prueba que también están disponibles al completar la prueba
Los modelos estándar incluyen:
- Gembarovic para corrección de la pérdida de calor multidimensional y regresión no lineal
- Goodness of Fit para obtener la mejor selección de resultados del modelo
- Centro de gravedad de pulso para determinar t0
- Longitud de pulso y corrección de forma
- Análisis de dos y tres capas
- En plano
- Modelos principales: Clark y Taylor, Cowan, Degiovanni, Koski, Cuadrados mínimos, Logarítmico, De momento, Heckman, Azumi y Parker
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