HotDisk - die Geräteserie für die schnelle und simultane Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit, der Temperaturleitfähigkeit und der Spezifischen Wärmekapazität

Die HotDisk-Methode wird auch als "Transient Plane Source" (TPS)-Technik bezeichnet und ist in der ISO-Norm 22007-2:2008 beschrieben. Die Methode arbeitet im Gegensatz z.B. zur Plattenmethode instationär dynamisch und ist dadurch sehr schnell. Ein flacher kreisrunder Sensor wird zwischen zwei Probenstücken platziert und definiert beheizt.

Aus der Messung des zeitlichen Temperaturverlaufs des Sensors kann die Wärmeleitfähigkeit und die Temperaturleitfähigkeit der Sensorumgebung (= Probe) errechnet werden. Aus dem Verhältnis dieser beiden Größen wird die volumenbezogene, spezifische Wärmekapazität bestimmt. Der Einfluss des thermischen Kontaktwiderstandes (Grenzfläche Sensor - Probe) wird über die Auswertung eliminiert, so dass bei Feststoffen lediglich plane aber durchaus auch raue oder poröse Oberflächen vorhanden sein können. Selbst Wabenstrukturen lassen sich mit der HotDisk messen. Durch die individuelle Auswahl der Sensoren und Anpassung der Messparameter wie Heizstrom und Messzeit können nahezu alle Messaufgaben zur Bestimmung der genannten Größen gelöst werden.

So sind auch Messungen an Pulvern, Schüttgut, Granulaten, Flüssigkeiten, anisotropen Proben sowie dünnen Schichten oder Filmen möglich. Grundsätzlich kann im Temperaturbereich von -100 bis 1.000°C, je nach verwendetem Sensor bzw. Temperierequipment, gemessen werden.

Den günstigsten Einstieg in diese Messtechnik bietet das neue HotDisk System TPS 500. Hiermit können Proben ab einer Dicke von ca. 3mm im Temperaturbereich von -100 bis 200°C, z.B. in einem angesteuerten Badthermostaten, vermessen werden. Das Gerät wird komplett mit PC und Software sowie zwei unterschiedlichen Kapton-Sensoren und einem Probenhalter ausgeliefert und installiert. Als Proben können Feststoffe, Pulver, Pasten und Flüssigkeiten im Messbereich von 0,03 bis 100 W/m K untersucht werden. Die Systeme TPS 1500 und TPS 2500S bieten aufgrund erweiterter Spezifikationen einen noch weiteren Applikationsbereich mit einem breiten Spektrum möglicher Proben.