Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e

Eigenschaften und Leistungsumfang des Einplatten-Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes λ-Meter EP500e

Wenn man ein Wärmeleitfähigkeitsmessgerät anschafft, sollte man sich für ein Plattengerät (guarded hot plate apparatus) gemäß ISO 8302, EN 1946-2 entscheiden, denn ein Plattengerät hat entscheidende Vorteile gegenüber den oft verwendeten Wärmestrommessplattengeräten (heat flow meter) gemäß ISO 8301, EN 1946-3.

Das Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e (guarded hot plate apparatus) bestimmt von plattenförmigen Proben gemäß ISO 8302, EN 1946-2, EN 12664, EN 12667, EN 12939, ASTM C177 und DIN 52612 die Wärmeleitfähigkeit (thermal conductivity) bzw. den Wärmedurchlasswiderstand (thermal resistance) und damit den k-Wert bzw. den U-Wert.

Es ist sowohl für eine Prüfanstalt oder ein (Hochschul-)Institut als auch für einen Dämm- oder Baustoffproduzenten zur Eigenüberwachung geeignet.

Völlig neuartig erfolgt die Schaffung des stationären Temperaturfeldes in der Messzone. Durch drei gestaffelte Schutzheizringe und einen Temperierring (er kann sowohl heizen als auch kühlen), die jeweils durch Spaltregelungen voneinander getrennt sind und unabhängig voneinander geregelt werden, ist es möglich, eine bedienerfreundliche und gut automatisierbare offene Bauart zu realisieren, so dass auf die sonst übliche thermostatisierte Messkammer verzichtet werden kann.

Möglich wurde dies durch die Nutzung der Mikrosystemtechnik und anderer moderner Technologien bei der Gestaltung der Messplatten und durch die Entwicklung eines dreidimensionalen mathematischen Modells für das spezielle Temperaturfeld.

Eine intelligente Mikroprozessorsteuerung garantiert ohne Bedienhandlungen optimale Prozessparameter für die interne Regelung aller Heiz- und Kühlkreise zur schnellstmöglichen Erzeugung eines stationären Temperaturfeldes in der Messzone.

Dass die gewohnte Messkammer fehlt, führt bei oberflächlicher Betrachtung leicht zum Eindruck, das Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e (guarded hot plate apparatus) sei nicht normgerecht. Die Konformität zu ISO 8302, EN 1946-2, EN 12664, EN 12667, EN 12939, ASTM C177 und DIN 52612 ist aber nachgewiesen und bestätigt.

Da die Bauformen Ein- oder Zweiplattengerät in gleicher Weise normgerecht und für die CE-Zertifizierung zugelassen sind, und ein Einplattengerät entscheidende Vorteile gegenüber einem Zweiplattengerät hat, wurde das Einplattenprinzip gewählt, obwohl es in der technischen Realisierung anspruchsvoller als ein Zweiplattengerät ist.

Ein Zweiplattengerät kann nicht die Wärmeleitfähigkeit einer Probe bestimmen, sondern nur den Mittelwert beider Proben. Und der Probeneinbau und das gesamte Handling sind bei einem Einplattengerät einfacher.

Das Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e misst die Wärmeleitfähigkeit exakt bei der gewünschten Messtemperatur! Es erfolgt also nicht, wie bei Plattengeräten sonst üblich, beim Erreichen eines annähernd stationären thermischen Zustandes in der Probe ein Abschalten der Regelung und damit ein Einpendeln auf eine Messtemperatur, die meist etwas abweichend von der gewünschten ist.

Für die Bestimmung von λ10 ist also nur eine einzige Messung erforderlich und keine Messreihe bei drei verschiedenen Temperaturen, wie bei anderen Plattengeräten und wie es in der DIN 52612 vorgeschrieben war.

An einer Probe kann das Einplatten- Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e bis zu drei Messungen automatisch hintereinander bei unterschiedlichen frei wählbaren Messtemperaturen durchführen. Aus diesen Messergebnissen bestimmt das Gerät dann mittels linearer Regression zusätzlich λ10, R10 und TK (Temperaturkoeffizient der Wärmeleitfähigkeit).

Die Probendicke wird vom Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e entweder gemessen oder kann an ihm eingestellt werden.

Die Messung der Probendicke erfolgt vom Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e normgerecht gemäß EN 823 (bzw. DIN 18164 und 18165) unter einem im Bereich von 50...2500 Pa wählbaren Prüfdruck (flächenhafte Belastung gemäß EN 13162 ... 13171 für Dämmstoffe). Dabei wird nach dem Einlegen der Probe die obere Messplatte maschinell automatisch soweit abgesenkt bis der gewählte Prüfdruck erreicht ist. Kurz vor dem Aufsetzen erfolgt dies zur Schonung möglicherweise empfindlicher Proben und um eine präzise Messung zu garantieren im Schleichgang.

Es ist aber auch möglich, die Probendicke (Nenndicke) einzugeben, wonach die obere Messplatte so weit automatisch abgesenkt wird, bis dieses Maß erreicht ist. Dies kann z. B. bei sehr weichen Dämmstoffen (z. B. Mineralwolle geringer Rohdichte) sinnvoll sein.

Das Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e bestimmt aller 30 Sekunden die Wärmeleitfähigkeit (thermal conductivity) bzw. den Wärmedurchlasswiderstand (thermal resistance) exakt normgerecht (gemäß Punkt 5.3.2 der EN 13162...13171) „an der gemessenen Dicke“.

Zusätzlich wird aller 30 Sekunden die Standardabweichung der Messwerte der letzten 15 Minuten berechnet. Das ist eine gute Hilfe, um entscheiden zu können, ob das Temperaturfeld in der Messzone hinreichend stationär ist und somit die Messung beendet werden kann.

Der Messbereich des Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes λ-Meter EP500e ist zugunsten einer besonders hohen Messgenauigkeit optimiert. Für Wärmedämm- und (leichte) Baustoffe umfasst er bei Messtemperaturen von 10 °C ... 40 °C eine Wärmeleitfähigkeit (thermal conductivity) von λ = 4 ... 500 mW/m·K und einen Wärmedurchlasswiderstand (thermal resistance) von R = 0,125 ... 5 m²·K/W, basierend auf einer frei wählbaren Differenztemperatur der Messplatten von 5...15 K.

Wenn erforderlich, kann das Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e in einer Modifikation auch für tiefere Messtemperaturen von bis zu -10 °C und für höhere Messtemperaturen von bis zu 50 °C ausgelegt werden (-10 °C bis 50 °C).

Das Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e kann für kleinere Proben in der Größe von 150 x 150 mm² zusätzlich mit einem zweiten, sich beim Messen derartiger Proben automatisch aktivierenden Messbereich (R = 0,025...0,25 m²·K/W und λ = 0,25...2,0 W/m·K) ausgestattet werden, um z. B. Schwerbeton oder ähnliche Baustoffe mit dem gleichen Gerät messen zu können, mit dem man von Dämmstoffen die Wärmeleitfähigkeit (thermal conductivity) bzw. den Wärmedurchlasswiderstand (thermal resistance) bestimmt.

Mit dem Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e können <10 bis 200 mm dicke Proben gemessen werden.

Die bevorzugte Probengröße ist 500 x 500 mm², wobei kleiner und einseitig größer möglich ist.

Mit einer entsprechenden (auch lieferbaren) Probenaufnahme sind auch „lose“ Stoffe (Schüttgut) messbar.

Ist die Messtemperatur niedriger als die Umgebungstemperatur (insbesondere bei der Messung von λ10), wirken die in die Randbereiche der Messplatten integrierten Kühlringe (Temperierringe) als „Feuchtefalle“ und verhindern das Eindringen von Luftfeuchte in die Messzone und die sich daraus ergebenden Messfehler.

Das ist für feuchtigkeitsempfindliche und hygroskopische Proben (z. B. aus organischem Material) ein großer Vorteil gegenüber anderen Plattengeräten bzw. Wärmestrommessplattengeräten!

Für die Messung harter unebener Proben sind Ausgleichsmatten erforderlich. Hierfür werden zur Messung der Probenoberflächentemperaturen Messfolien angeboten, die gegenüber den üblicherweise verwendeten Thermoelementen bezüglich Handling und Messgenauigkeit deutlich vorteilhafter sind.

Da die Bedienung und das Handling des Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes λ-Meter EP500e einfach, komfortabel und unkompliziert sind, bestehen keine besonderen Anforderungen an die Qualifikation des Personals und die Messungen erfordern nur einen geringen personellen Zeitaufwand.

Das Einplatten- Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e benötigt keinen klimatisierten Messraum. Ein beliebiger Arbeitsraum ist hinreichend. Es benötigt nur Netzanschluss, ist kaum lauter als ein PC und entwickelt nur wenig Wärme.

Der Einsatz extrem leistungsfähiger Peltiereinheiten und eine optimale Prozessführung zur Erreichung eines stationären Temperaturfeldes in der Probe sichern die kürzesten Messzeiten, die physikalisch möglich sind.

Zur optimalen Auslastung des Wärmeleitfähigkeitsmessgerätes λ-Meter EP500e wird mittels einer auch außerhalb des Messraumes anbringbaren Blitzlampe und/oder einem akustischen Geber signalisiert, wenn eine Messung beendet ist. Zusätzlich können Messende-Meldungen über das PC-Netzwerk oder per Mobilfunk übertragen werden.

Das Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e ist so langzeitstabil, dass auch nach vielen Jahren keine Veränderung der Messwerte feststellbar ist.

Das Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e ist modular konzipiert. Deshalb kann es an die speziellen Messaufgaben des Nutzers individuell optimal angepasst werden. Der Nutzer kann die Komponenten schrittweise anschaffen. Die Kompatibilität ist stets gesichert.

Mit dem Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e wird die mit allen Windows-Versionen lauffähige Software "EP500-Steuerprogramm" angeboten, die eine komfortable Bedienung des Messgerätes, eine umfassende Archivierung, Aufbereitung und Auswertung der Messergebnisse und einen perfekten Service sichert.

Das Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e verfügt neben einem automatischen Fehlerdiagnosesystem über ein ausgefeiltes Serviceprogramm. Es ist in das „EP500-Steuerprogramm“ eingebunden und erfasst umfangreiche interne Daten einschließlich der Zeitverläufe aller 17 (!) Heiz- und Regelkreise, um sie dem Gerätehersteller vorzugsweise über eine automatisch generierte e-Mail (siehe Unser Service) unmittelbar aus dem PC zu übermitteln.

Unternehmen, die gemäß ISO 9000 zertifiziert sind oder dies anstreben, können für die turnusmäßige Überprüfung der Messgenauigkeit das Wärmeleitfähigkeitsmessgerät λ-Meter EP500e in einer Konfiguration erhalten, die es ihnen ermöglicht, jederzeit zu prüfen und nachzuweisen, dass die einzelnen Messgrößen, aus denen das Gerät die Wärmeleitfähigkeit berechnet, nach wie vor mit der gleichen Genauigkeit bestimmt werden.

Diese Messgrößen, insbesondere die Probenoberflächentemperaturen, die Messheizspannung, der Messheizstrom und die Spalt- und Gegenheizplattenregelung können an verschiedenfarbigen Buchsen in der Geräterückwand mit einem Digitalvoltmeter ausreichender Präzision gemessen und überprüft werden.

Es gibt aber auch die Möglichkeit, dass die Lambda-Meßtechnik GmbH in Ferndiagnose das Gerät überprüft und dem Gerätenutzer ein Protokoll sendet, das bestätigt, dass die einzelnen Messgrößen, aus denen das Gerät die Wärmeleitfähigkeit berechnet, nach wie vor mit der gleichen Genauigkeit bestimmt werden. Dazu muss der Gerätenutzer mit dem in das „EP500-Steuerprogramm“ eingebundenen Serviceprogramm die internen Daten aus dem Gerät auslesen und sie dem Gerätehersteller über die automatisch generierte e-Mail übermitteln.