Comprobación de la precisión del GHP 456 y el HFM 446 con el nuevo material de referencia ERM-FC440

1. Resultados obtenidos con la BPA 456

La técnica de la placa caliente protegida (GHP) es un método absoluto sin calibración de la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica. En el modo de dos placas, la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica λ se calcula a partir de la potencia Q que fluye en la placa caliente con área de medición A, el gradiente de temperatura a través de las dos muestras ΔT, así como el espesor medio de la muestra d, de la siguiente manera:

Las mediciones de BPA en las muestras ERM-FC440 se llevaron a cabo utilizando un NETZSCH GHP 456 HT Titan^® equipado con refrigeración por nitrógeno líquido. Se utilizaron muestras ERM-FC440a con los números de serie 001, 002, 003 y 005 para los ensayos de BPA. El par de muestras 001+002 y el par 003+005 se midieron simultáneamente en el modo de dos placas. El gradiente de temperatura a través de las muestras era de 30 K a temperaturas inferiores a -10°C, y de 20 K a temperaturas de 10°C y superiores. Las muestras tenían espaciadores rígidos en sus esquinas con una longitud idéntica al grosor nominal de la muestra para garantizar un grosor de muestra definido.

La figura 3 muestra los resultados de las mediciones de las BPA: En la gama de temperaturas comprendida entre -150°C y 70°C, la desviación relativa de los valores nominales de Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica calculados a partir de la ecuación 1 es inferior a ± 1,3% para todos los datos de medición, excepto para un punto a -150°C que se desvía en -2,2%. Estos resultados están en consonancia con la precisión esperada del GHP 456.

2. Resultados obtenidos con el HFM 446

La técnica del medidor de flujo térmico (HFM) es un método relativo basado en la calibración de los sensores de flujo térmico utilizando un material de referencia con Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica conocida. La Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica desconocida λ de una muestra se calcula a partir del flujo de calor por área Q/A y el gradiente de temperatura ΔT a través de la muestra con espesor medio d según la ecuación de Fourier para flujo de calor unidimensional como sigue:

Las mediciones HFM de las muestras ERM-FC440 se llevaron a cabo con los instrumentos NETZSCH HFM 446 Lambda Eco-Line Small, Medium y Large. Para probar las muestras ERM-FC440c con números de serie 004 y 005 se utilizaron dos dispositivos HFM 446 Large con números de serie 0009 y 0010 en diferentes ubicaciones. Dos dispositivos HFM 446 Medium con los números de serie 0007 y 0009 se utilizaron para ensayar las muestras ERM-FC440a con los números de serie 001, 002, 003 y 005. Se utilizaron tres dispositivos HFM 446 Small con los números de serie 0086, 0087 y SOA-002 para ensayar especímenes ERM-FC440 con el tamaño 20 cm x 20 cm recortados de la placa ERM-FC440c con el número de serie 005 una vez finalizadas las mediciones en el HFM 446 Large. A efectos de documentación, a cada placa de 20 cm se le asignó un número de identificación de cinco dígitos, que se grabó con láser en la cara frontal (véase también la figura 1 a la derecha). Todos los dispositivos se calibraron con NIST SRM 1450d o IRMM440. Las mediciones se realizaron a temperaturas medias comprendidas entre -10 °C y 70 °C con un gradiente de temperatura a través de las muestras de 20 K y una presión de contacto máxima de 2 kPa.

Las figuras 4 a 6 muestran los resultados de las mediciones de todos los instrumentos HFM. En todo el intervalo de temperaturas, la desviación relativa de los valores nominales de Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica calculados mediante la ecuación 1 está dentro de ± 1,5% para la mayoría de los resultados de medición, excepto para algunos puntos de medición a la temperatura más alta de 70°C. Todos los resultados se ajustan a la precisión prevista de ± 2% para los caudalímetros térmicos HFM 446.