Въведение
Какъв е най-добрият начин за термично характеризиране на материали с висока проводимост при криогенни и умерени температури или на керамика и огнеупорни материали при повишени температури? Едно точно, надеждно и елегантно решение е методът Flash. Той е доказан като надежден безконтактен и директен метод за измерване в много области на приложение, включително полимери, керамика, метали и огнеупори. Междувременно търсенето на висока производителност на пробите и едновременно подобряване на прецизността става все по-важно.
С LFA 467 HyperFlash® (фигура 1) NETZSCH предлага ефективна, съвременна технология за определяне на термофизични свойства в широк спектър от приложения.
За да се подобри допълнително точността на измерванията на LFA, е разработена подвижна леща, наречена ZoomOptics . ZoomOptics позволява оптимизиране на зрителното поле на повърхността на пробата чрез софтуерно управление. Следващите илюстрации ще изяснят концепцията на това новоприложено устройство.
Без ZoomOptics - изкривяване от блендатаStop
В други съвременни LFA системи зрителното поле е фиксирано и large достатъчно, за да побере проби с диаметър large(фигура 2). При тестване на образци с по-малък диаметър обикновено се използват маски в опит да се сведе до минимум влиянието на заобикалящата среда. Това често води до значително изкривяване на топлинната крива, тъй като детекторът усеща не само температурното отклонение на образеца, но и всички колебания от ограничителя на апертурата.
В резултат на това топлинната крива ще показва или непрекъснато нарастваща тенденция, или, както е показано по-долу, продължителен период на изравняване (фигура 3). Проблемният аспект на това е, че такова изкривяване не може да бъде забелязано от неопитен потребител. Липсват както спад в сигнала на детектора, така и ясен максимум. Това е така, защото ефектите от ограничителя на блендата се наслагват върху тези от пробата.
ZoomOptics Заобикаляне на проблема с изкривяването при спиране на блендата
Новата функция ZoomOptics в LFA 467 HyperFlash® гарантира, че записваният инфрачервен сигнал идва единствено от повърхността на пробата, а не от околните зони (фигура 4). Това позволява да бъдат тествани проби както от large, така и от small с оптимална зона на отчитане. За разлика от предишната конфигурация (фигура 2), сега обективът е изместен за осигуряване на подходящо зрително поле. По този начин ограничителят на блендата вече не е в състояние да предизвика забележими ефекти върху сигнала. Както се очакваше, топлинната крива сега съответства на теоретичния модел, като дава правилни стойности на дифузионността (фигура 5).
ZoomOptics за прецизни резултати от измерванията
Между детектора и пробата се намира леща, задвижвана от стъпков мотор, която оптимизира зрителното поле чрез софтуерно управление, т.е. без да е необходимо да се използва маска (фигури 6; в процес на патентоване). По този начин се избягва появата на измервателни артефакти, произтичащи от приноса на пластините на ограничителя на блендата, които предизвикват забавяне на инфрачервения сигнал върху пробата. Примерът, показан на фигура 6, противопоставя две измервания с Pyroceram; при първото (зелен резултат, дясна снимка) е приложен ZoomOptics , а при второто (жълт резултат, лява снимка) - не. В този пример е измерен пироцерам. Теоретичната термична дифузия на Pyroceram при RT е 1,926 mm²/s, стойност, която е в добро съответствие със зеления резултат на фигура 6. В случая с жълтия резултат се наблюдава отклонение от 38 %, причинено от неправилно подреждане на лещата, обхващаща както образеца, така и част от околната среда.
Заключение
Една от изключителните характеристики на LFA 467 HyperFlash® е интегрираният по желание ZoomOptics . Тя прави работата с маски ненужна, като вместо това просто избледнява всички изкривявания на сигнала от непосредственото обкръжение на пробата. Вследствие на това се повишава точността на резултатите от изпитването - особено при образци с по-малък диаметър.