JJF 2221-2025 导热系数瞬态测定仪校准规范

以下是JJF 2221-2025《导热系数瞬态测定仪校准规范》主要内容的详细总结：

​​一、规范基础信息​​

1. ​​标准编号​​
   • JJF 2221-2025
   • 中文名称：导热系数瞬态测定仪校准规范
   • 英文名称：Calibration Specification for Apparatus of Transient Measurements of Thermal Conductivity
2. ​​归口与起草单位​​
   • ​​归口单位​​：全国温度计量技术委员会
   • ​​主要起草单位​​：中国计量科学研究院
   • ​​参加起草单位​​：
     • 重庆市计量质量检测研究院
     • 常州检验检测标准认证研究院
     • 中国建筑科学研究院
     • 北京西摩斯计量设备有限公司
3. ​​制定依据​​
   • 引用标准：
     • GB/T 32064-2015、GB/T 10297-2015
     • JJF 1001、JJF 1071-2010、JJF 1059.1-2012
     • ISO 22007-1（国际标准）
   • ​​首次发布​​，填补瞬态导热仪校准标准空白。

​​二、适用范围​​

1. ​​适用仪器类型​​
   • 热线法、热带法、平面热源法、热桥法等瞬态导热系数测定仪。
2. ​​测量范围​​
   • 导热系数：(0.020 ~ 0.20) W/(m·K)
   • 温度范围：(20 ~ 60)℃

​​三、核心术语定义​​

1. ​​导热系数（Thermal Conductivity）​​
   • 定义：单位时间、单位温度梯度下通过单位面积的热量（单位：W/(m·K)）。
   • 来源：JJF 1007-2007。
2. ​​导热系数参考板​​
   • 物理性质稳定、用于传递导热系数量值的参考物质。

​​四、仪器工作原理​​

• ​​基本原理​​：基于热线法（图C.1）或热带法（图C.2），通过恒定热流加热试样，测量温度随时间的变化率，计算导热系数。
• ​​数学模型​​：
  • 热线法：\Delta T = \frac{q}{4\pi\lambda} \ln\left(\frac{\tau_2}{\tau_1}\right)
  • 热带法：\Delta U(\tau) = \frac{\alpha_T U_0 P_0}{4\pi L \lambda} \left[ \ln\tau + \ln\left(\frac{4a e^{3-\gamma}}{D^2}\right) \right]
• ​​热源结构​​：单热源面（绝热衬底+单试样）或双热源面（对称双试样）。

​​五、计量特性要求​​

​​六、校准条件​​

1. ​​环境条件​​
   • 温度：(23 ± 5)℃
   • 湿度：≤ 80% RH
   • 无强振动、无直射光、无冷热源干扰。
2. ​​参考板技术要求​​
   

   ​​项目​​	​​挤塑板参考板​​	​​有机玻璃参考板​​
   厚度	20 mm ~ 40 mm	≥ 20 mm
   截面尺寸	300 mm × 300 mm	300 mm × 300 mm
   导热系数范围	0.02 ~ 0.04 W/(m·K)	0.10 ~ 0.20 W/(m·K)
   导热系数赋值不确定度	1.2% ~ 5%（k=2）	1.2% ~ 5%（k=2）
   年稳定性	≤ 1.0% ~ 2.0%	≤ 1.0% ~ 2.0%

   • ​​注​​：其他满足溯源性要求的参考板也可使用。

​​七、校准项目与方法​​

1. ​​校准项目​​
   • 导热系数示值误差：\Delta\lambda = \frac{\lambda - \lambda_s}{\lambda_s} \times 100\%
     • \lambda：仪器示值平均值
     • \lambda_s：参考板标准值平均值
2. ​​校准步骤​​
   • ​​准备​​：参考板在(23±5)℃、湿度≤60%环境中平衡≥24小时。
   • ​​测量​​：
     1. 按仪器操作程序安装传感器与参考板。
     2. 在设定温度点连续测量≥3次，记录温度t_i和导热系数示值\lambda_i。
   • ​​数据处理​​：
     • 计算平均温度t = \sum t_i / N。
     • 计算\lambda_s：将t_i代入参考板导热系数-温度拟合公式。
     • 计算\lambda_s与\lambda的平均值。

​​八、校准结果表达​​

1. ​​校准证书内容​​
   • 温度、导热系数示值\lambda、参考板标准值\lambda_s（多温度点需列表）。
   • ​​数据修约​​：
     • 温度：保留小数点后1位（如25.5℃）。
     • 导热系数：保留3位有效数字（如0.0321 W/(m·K)）。
     • 不确定度：相对值，保留2位有效数字（如3.8%）。
2. ​​证书必备信息​​
   • 实验室信息、校准日期、依据规范、测量标准溯源性、环境条件、不确定度说明等（共16项，详见8.2条）。

​​九、复校时间间隔​​

• ​​建议​​：1年（实际间隔由使用情况、仪器稳定性等决定）。

​​十、附录核心内容​​

1. ​​附录A​​：校准证书格式（含温度、标准值、示值、误差及不确定度表格）。
2. ​​附录B​​：不确定度评定示例
   • 分量来源：参考板赋值不确定度(u_1)、年稳定性(u_2)、仪器重复性(u_3)。
   • 示例结果：扩展不确定度U_r = 3.8\%（k=2）。
3. ​​附录C​​：瞬态导热仪原理图（热线法/热带法结构示意图）。

​​规范核心目标​​

• ​​解决痛点​​：统一瞬态导热仪的校准方法，确保量值准确可靠。
• ​​创新点​​：首次针对瞬态法导热仪制定国家计量校准规范，填补标准空白。

此总结覆盖规范全部技术要点，可供校准机构、检测实验室及仪器使用者直接应用。