Warmtegeleidingsvermogen - Industrial Physics Warmtegeleidingsvermogen - Industrial Physics

Productaanvragen

Product(en) waarin ik geïnteresseerd ben

U heeft momenteel geen producten in uw winkelwagen, ga verder met browsen en selecteer een of meerdere producten.

Offerte aanvragen

Ga door met browsen

Kennisbank

Warmtegeleidingsvermogen

Warmtegeleidingsvermogen

Gassen hebben allemaal hun eigen thermische geleidbaarheid, die u helpt te begrijpen hoe goed warmte zich er doorheen verplaatst.

De thermische geleidbaarheid wordt gemeten met een sensor die gebruik maakt van vier op elkaar afgestemde filamenten die hun weerstand veranderen naar gelang van de thermische geleidbaarheid van het gas dat eroverheen stroomt.

 

De warmtegeleidingscoëfficiënten van een aantal veel voorkomende gassen zijn vermeld in onderstaande tabel.

 

Warmtegeleidingscoëfficiënten van gewone gassen

GasWarmtegeleidingsvermogen
ACETYLENE4.400
AMMONIA5.135
ARGON3.880
KOOLDIOXIDE3.393
KOOLMONOXIDE5.425
CHLOOR1.829
ETHANE4.303
ETHYLEEN4.020
HELIUM33.60
HYDROGEN39.60
HYDROGEENSULFIDE3.045
METHANE7.200
NEON10.87
NITRIC OXIDE5.550
NITROGEN5.680
NITROUS OXIDE3.515
OXYGEN 5.700
ZWAVELDIOXIDE1.950

 

Werkingsprincipe voor warmtegeleidingsanalyse

De sensor maakt gebruik van vier op elkaar afgestemde filamenten die van weerstand veranderen naar gelang van de thermische geleidbaarheid van het gas dat eroverheen stroomt. De sensoren en de filamenten zijn verbonden in een “tarwesteenbrug”-configuratie, zoals hieronder afgebeeld in figuur 1.

  width=

Figuur 1. Wheatstone-brug van de thermische geleidbaarheidsdetector

Wanneer alle vier de weerstanden gelijk zijn, is de VOUT nul en wordt de brug als in evenwicht beschouwd. Bij het “op nul stellen” wordt het referentiegas over alle filamenten geleid. De weerstanden zullen gelijk zijn omdat de gloeidraden op elkaar zijn afgestemd en de brug in balans is. Wanneer het monstergas over de helft van de brug wordt geleid, dan correleert de VOUT-waarde met het gehalte van het monstergas in de referentie.

 

De detector is een “katharometer” met vier elementen, waarvan twee elementen zich in het referentiegas bevinden en twee elementen in het monstergas, zoals aangegeven in figuur 2 hieronder.

  width=

Figuur 2. Dwarsdoorsnede van de thermische geleidbaarheidssensor.

De vier elementen zijn elektronisch verbonden in een brugschakeling en een constante stroom wordt door de brug geleid om ze te verwarmen. Indien elk element omgeven is door hetzelfde gas, dan zal de temperatuur – en dus de weerstand van elk element – gelijk zijn en zal de brugkring in evenwicht zijn.

  width=

Figuur 3. Elektrisch schema van de thermische geleidbaarheidssensor.

Wanneer het monstergas in de monstergasstroom wordt gebracht, zullen de twee katharometerelementen in de stroom sterker worden afgekoeld dan de twee elementen in het referentiegas. Het brugcircuit zal uit balans zijn, en een signaalspanning produceren die gerelateerd is aan de samenstelling van het monstergas. Deze relatie is niet-lineair. Als gevolg hiervan is de Systech Illinois 542 programmeerbare gasanalysator gekalibreerd op nul, mid-span, en high-span. En de software lineariseert de curve wiskundig.

Theorie

Download de volledige discussienota hieronder voor vergelijkingen die het verband aantonen tussen brugspanning en thermische geleidbaarheid.

Toepassingen

 

Meet het gasmonstergehalte van een monster/referentiemengsel door de thermische geleidbaarheid van het mengsel te vergelijken met die van de referentie.

 

Zo heeft waterstof een warmtegeleidingsvermogen dat ongeveer zeven maal groter is dan dat van stikstof, zodat kleine veranderingen gemakkelijk kunnen worden waargenomen. Alle andere veel voorkomende gassen hebben een warmtegeleidingscoëfficiënt die vergelijkbaar is met die van stikstof, zodat de meetmethode vrij selectief is.

 

Helium is het enige andere gas met een warmtegeleidingsvermogen dat vergelijkbaar is met dat van waterstof.

 

Andere gassen die met deze techniek kunnen worden gemeten zijn:

 

  • Kooldioxide
  • Zuurstof
  • Argon
  • Methaan
  • Zwaveldioxide
  • Ammoniak

 

WAARSCHUWING: nogmaals, veel sensoren kunnen niet worden gebruikt om gas/lucht- of gas/zuurstofmengsels te meten als deze potentieel ontvlambaar zijn.

 

De Systech Illinois 542 gas programmeerbare gasanalysator wordt gebruikt door industriële gasbedrijven, metaal warmte behandelende bedrijven, en oven fabrikanten.

 

Toepassingen variëren van de productie van gas met een hoge zuiverheidsgraad tot ovenatmosferen.

 

Bij Industrial Physics helpen wij fabrikanten, laboratoria en productielijnen de integriteit van hun verpakkingen, producten en materialen te beschermen door hen te voorzien van test- en inspectie-instrumenten van de hoogste kwaliteit. Neem contact op als u meer wilt weten over hoe wij u kunnen helpen.

DOWNLOAD DE PDF

BEKIJK ONZE SYSTECH PRODUCTEN