この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令Part に記載されています。特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part の編集規則に従って起草されました ( www.iso.org/directives を参照)
この文書の要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、そのような特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。文書の作成中に特定された特許権の詳細は、序論および/または受け取った特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
本書で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。
適合性評価に関連する ISO 固有の用語や表現の意味の説明、および貿易の技術的障壁 (TBT) における WTO 原則への ISO の準拠に関する情報については、次の URL を参照してください。 序文 - 補足情報
この文書を担当する委員会は、ISO/TC 61, プラスチック、サブ委員会 SC 5, 物理化学的特性です。
ISO 22007 は、 「プラスチック - 熱伝導率と熱拡散率の測定」という一般タイトルの下に、次の部分で構成されています。
- Part 1:一般原則
- Part 2：過渡面熱源（ホットディスク）法
- 第3 Part ：温度波形解析手法
- Part 4:レーザーフラッシュ法
- Part 5:ポリ (メタクリル酸メチル) サンプルの共同実験結果[テクニカル レポート]
- Part 6: 温度変調技術を使用した低熱伝導率の比較方法
導入
省電力化の観点から断熱性の重要性が高まっています。食品用トレイ、サーマルプリントフィルム、ノートパソコン内部の電気部品のゲル化シート、接着剤ペーストなど、少量の試料でより小規模に低熱伝導率を測定することができる方法です。 、プラスチックのマイクロスケールの熱設計には必要です。ペルチェサーモモジュールによって制御される、変調された温度場内の異なる距離に配置された高感度サーモパイルのダブルセンサーシステムが、プラスチックの熱伝導率の決定のために提案されています。減衰パラメータは、サンプルの熱伝導率を決定するために使用されます。この方法は、1.0 W/mK 以下の低熱伝導率の測定に適用されます。
パルスまたはトランジェント方式とは対照的に、ロックインアンプの採用によりノイズや干渉の影響が軽減される温度変調方式の特徴は、高感度と高い温度分解能です。
熱伝導率が低い材料の熱伝導率は、通常、一次元形状の定常的な熱の流れによって生成されるサンプル内のより大きな温度勾配を測定することによって決定されます。放射と対流の誤差を減らすために、多くの場合、大きくて正確な形状のサンプルを使用し、適切に使用するには細心の注意が必要です。
ISO 22007 のこの部分では、輻射と対流の影響を最小限に抑えながら、小さな温度変化で熱伝導率を測定するための温度変調法を指定しています。
1 スコープ
ISO 22007 のこの部分では、熱伝導率の測定を実現する温度変調法が規定されています。温度偏差の入力は1K未満であり、小さな温度変調を増幅するために二重ロックイン法が適用されます。
ISO 22007-3 は、熱的に厚い条件where 位相シフトを測定する温度変調法の 1 つを指定しています。 kd >> 1 [ k = ( ω/2 α ) 1/2 、 ω: 温度波の角周波数、 α:熱拡散率、 d : 試験片の厚さこの条件では、温度波が指数関数的に減衰するセンサー上の位相シフト結果には、裏打ち材は影響を与えません。
一方、 kd << 1 の場合、温度変調の減衰はバッキング材料の影響を受けます。この原則に基づいて、ISO 22007 のこの部分では、サンプル材料の両面で検出される温度波の減衰を比較して、(バッキング材料としての) サンプルの熱伝導率を決定する方法を指定しています。
熱伝導率は、同じ周波数および温度で測定された 2 つの基準物質を使用して、熱インピーダンスと振幅の減衰率の間の相関関係から決定されます。
カバーする熱伝導率の範囲は標準物質とプローブ物質によって調整されます。基本的に熱伝導率は0.026W/mK～0.6W/mKの範囲で決まります。
不均質材料にこの方法を適用する場合は、熱浸透深さに応じて適切な測定条件を選択する必要があります。
2 規範的参照
以下の文書は、全部または一部がこの文書で規範的に参照されており、その適用には不可欠です。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 472, プラスチック — 語彙
- ISO 22007-1, プラスチック — 熱伝導率と熱拡散率の測定 — Part 1: 一般原則
- ISO 22007-3, プラスチック — 熱伝導率および熱拡散率の測定 — Part 3: 温度波形解析法
- ISO/TR 22007-5, プラスチック — 熱伝導率および熱拡散率の測定 — Part 5: ポリ（メタクリル酸メチル）サンプルの共同研究室試験の結果
- ISO 80000-5, 数量と単位 - Part 5: 熱力学
3 用語と定義
この文書の目的上、ISO 472, ISO 22007-1, ISO 22007-3, ISO 80000-5, および以下で与えられる用語と定義が適用されます。
3.1
温度変調の振幅
アンプ
変調された電力熱源によって生成される温度振動の振幅
注記 1:ケルビンで表されます。
3.2
得
| T 0とT d | は、それぞれセンサー 1 ( x = 0) とセンサー 2 ( x = d ) で測定された変調温度の振幅です。 |
3.3
熱浸透深さ
D p
| α | は熱拡散率です。 | |
| ω | は角周波数です。 | |
| D p | は、温度振動の振幅が 0.19% に減衰する深さです。 。 |
注記 1:熱浸透深さはメートルで表されます。
3.4
熱拡散長
1/ k
| k | と定義されている |
注記 1:熱拡散長はメートルで表されます。 k は逆数メートルで表されます。
参考文献
| 1 | ISO 291, プラスチック — 調整および試験用の標準雰囲気 |
| 2 | ISO/IEC Guide 98-3, 測定の不確かさ — Part 3: 測定における不確かさの表現に関するガイド (GUM:1995) |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 5, Physical-chemical properties.
ISO 22007 consists of the following parts, under the general title Plastics — Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity:
- Part 1:General principles
- Part 2:Transient plane heat source (hot disc) method
- Part 3:Temperature wave analysis method
- Part 4:Laser flash method
- Part 5:Results of interlaboratory testing of poly(methyl methacrylate) samples [Technical Report]
- Part 6: Comparative method for low thermal conductivities using a temperature-modulation technique
Introduction
Thermal insulating properties have become more important in view of power-saving technology. The method which is applicable to measure the lower thermal conductivity in smaller scale with a small amount of a specimen, such as a tray for food, a thermal printing film, a gelled sheet for the electric parts inside laptop PC, an adhesive paste, etc., is required for the micro-scale thermal design of plastics. A double-sensor system of high-sensitivity thermopile located in the different distances in the modulated temperature field, which is controlled by the Peltier thermo-module, is proposed for the determination of thermal conductivity of plastics. A decay parameter is utilized to determine the thermal conductivity of the sample. This method is applied to the measurement of low thermal conductivity in the range below 1,0 W/mK.
In contrast to a pulse or a transient method, high sensitivity and high-temperature resolution are characteristic of temperature modulated technique, in which employment of a lock-in amplifier reduces any influence of noise and interference.
The thermal conductivity of materials that are poor conductors of heat is usually determined by measuring the larger temperature gradients in the sample produced by a steady flow of heat in one-dimensional geometry. In order to reduce the errors of radiation and convection, it often requires large, precisely shaped samples and extreme care to be used successfully.
This part of ISO 22007 specifies a modulated temperature method to determine the thermal conductivity with a small temperature variation, minimizing the influence of radiation and convection.
1 Scope
This part of ISO 22007 specifies a modulated temperature method realizing the measurement of thermal conductivity. An input of temperature deviation is less than 1 K, and a double lock-in method is applied to amplify the small temperature modulation.
ISO 22007-3 specifies one of the modulated temperature methods where the phase shift is measured in the thermally thick condition, kd >> 1 [k = (ω/2α)1/2, ω: angular frequency of temperature wave, α: thermal diffusivity, and d: thickness of the specimen]. In this condition, the backing material does not affect on the phase shift results on the sensor, on which temperature wave decays exponentially.
On the other hand, if kd << 1, the decay of temperature modulation is influenced by the backing materials. Based on this principle, this part of ISO 22007 specifies the method to determine the thermal conductivity of the sample (as a backing material), comparing the decay of temperature wave detected on both surfaces of the probe material.
Thermal conductivity is determined from the correlation between the thermal impedance and the decay ratio of amplitude using two reference materials measured at the same frequency and temperature.
The covering thermal conductivity range is adjusted with the reference materials and the probe materials. Basically, thermal conductivity is determined in the range from 0,026 W/mK to 0,6 W/mK.
In the case applying the method to inhomogeneous materials, cares must be taken to choose the appropriate measurement conditions in accordance with the thermal penetration depth.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 472, Plastics — Vocabulary
- ISO 22007-1, Plastics — Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity — Part 1: General principles
- ISO 22007-3, Plastics — Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity — Part 3: Temperature wave analysis method
- ISO/TR 22007-5, Plastics — Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity — Part 5: Results of interlaboratory testing of poly(methyl methacrylate) samples
- ISO 80000-5, Quantities and units — Part 5: Thermodynamics
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 472, ISO 22007-1, ISO 22007-3, ISO 80000-5, and the following apply.
3.1
amplitude of temperature modulation
Amp
amplitude of the temperature oscillation produced by a modulated-power heat source
Note 1 to entry: It is expressed in Kelvin.
3.2
gain
| T0 and Td | are the amplitude of modulated temperature measured on the sensor 1 (at x = 0) and the sensor 2 (x = d), respectively. |
3.3
thermal penetration depth
Dp
| α | is thermal diffusivity; | |
| ω | is angular frequency; | |
| Dp | is the depth at which the amplitude of the temperature oscillation has been attenuated to 0,19 % as derived from . |
Note 1 to entry: The thermal penetration depth is expressed in metres.
3.4
thermal diffusion length
1/k
| k | is defined as |
Note 1 to entry: The thermal diffusion length is expressed in metres. k is expressed in reciprocal metres.
Bibliography
| 1 | ISO 291, Plastics — Standard atmospheres for conditioning and testing |
| 2 | ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995) |