Innovatives Messgerät bestimmt in Minutenschnelle die Temperatur-
und Wärmeleitfähigkeit
Bis zu acht Stunden dauert es, mit herkömmlichen Messverfahren Wärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität von Stoffen zu ermitteln. Zudem sind drei verschiedene kostspielige Messgeräte erforderlich. Deutlich schneller und kostengünstiger geht es mit dem THB-10 (Transient Hot Bridge), einem neuartigen Messgerät, das die Pausch Messtechnik GmbH aus Haan bei Düsseldorf zusammen mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) entwickelt hat. Das Gerät, dessen Serienfertigung vor Kurzem angelaufen ist, erledigt alle drei Messungen gleichzeitig. Normalerweise liegen die Ergebnisse bereits nach einer Minute vor. Damit bietet das THB-10 die Möglichkeit, sehr schnell und vergleichsweise kostengünstig Reihenmessungen geringfügig veränderter Materialien durchzuführen und zuverlässig zu vergleichen – egal, ob es sich um Festkörper, Schüttgüter, Gele, Pasten oder Flüssigkeiten handelt.
Neuartiger Sensor sorgt für hohe Messgenauigkeit
Das THB-10 besteht aus einem Heizfoliensensor, einem Messgerät mit Konstant-Stromquelle und einer Auswerte- und Bediensoftware. Wichtigster Bestandteil ist dabei der neuartige, patentierte Sensor. Dieser besteht aus einer Brückenschaltung aus Widerständen auf einer speziellen Leiterbahn, die in eine temperaturstabile Folie eingebettet ist. Diese Brückenschaltung sorgt für eine hohe Messgenauigkeit. Bei starren Proben wie Steinen oder Glas wird der Foliensensor zwischen zwei Proben gelegt und festgeklemmt. Bei Schüttgütern aller Art sowie Sediment wird er in einen Rahmen gespannt und in das Material gesteckt. Für flüssige Materialien lässt er sich zu einem Zylinder formen, der dann mit der Probe gefüllt wird. Der Messbereich des Foliensensors liegt zwischen –40 °C und 180 °C.
Sind die Proben mit dem Foliensensor für die Messung vorbereitet, wird ein definierter Strom angelegt, abhängig von dem zu messenden Stoff. Aus dem Aufheizen der Widerstände der Schaltung und der vom Messgut abgeführten Wärme sowie der Zeit berechnet das System mit speziellen Algorithmen Wärme- sowie Temperaturleitfähigkeit und leitet daraus die spezifische Wärmekapazität des Stoffes ab.
Geringer Präparationsaufwand und einfache Bedienung erlauben Messungen im Produktionsprozess
Der Präparationsaufwand beim THB-10 ist minimal und es ist einfach und schnell zu bedienen. Die Benutzerführung erfolgt menügesteuert in einzelnen Schritten. Bedient das Personal das Gerät falsch, erfolgen sofort eine Warnung und ein Hinweis, welche Fehler aufgetreten sind. Umständliche, zeitraubende und fehleranfällige Referenz- und Kalibriermessungen gehören der Vergangenheit an. Die Softwaresteuerung optimiert selbsttätig den Messvorgang, reduziert die Zeit und minimiert die Unsicherheit. Noch vorhandene Messunsicherheiten werden nachvollziehbar dokumentiert. Das Messergebnis wird mit der optimal benötigten Messstromstärke und Messdauer ausgegeben.
Mit diesen Vorteilen ist das THB-10 auch für den Einsatz in der Produktionsumgebung und für kleine und mittlere Unternehmen sehr gut geeignet. Der Preis soll diese Zielgruppe ansprechen. Der Einführungspreis für das THB-10 beträgt 28 000 €. Vergleichbare Plattengeräte, die für jede einzelne Messung mehrere Stunden benötigen, sind fast doppelt so teuer.
Bei der Messung der Wärmeleitfähigkeit deckt das Gerät einen Bereich zwischen 0,02 und 100 W/mK ab. Die Messunsicherheit beträgt dabei je nach Sensor und Stoff bis zu maximal 3 %*, die Reproduzierbarkeit ist besser als 0,5 %. Bei der Temperaturleitfähigkeit liegt der Messbereich zwischen 0,05 und 10 mm²/s, die Messunsicherheit bei 6 %*, die Reproduzierbarkeit ist besser als 1,5 %. Die spezifische Wärmekapazität wird aus dem vorliegenden Ergebnis der Wärme- und Temperaturleitfähigkeit berechnet.
Das THB-10 besitzt USB-Schnittstellen, eine Ethernet-Anbindung, serielle Schnittstelle RS232 sowie Anschlussmöglichkeit für IEEE-488.
* Berechnungsmethode nach ISO-GUM mit k = 2
