Wärmeleitfähigkeit des Meeresbodens messen
Die PTB präsentiert ein neues Messverfahren auf der Messe Sensor&Test in Nürnberg
Das neue Messgerät, das in der PTB entwickelt worden ist, bietet gegenüber den üblichen Plattenmessgeräten drei wesentliche Vorteile: erheblich kürzere Messzeiten, einfachere und sichere Handhabung sowie geringe Anschaffungskosten. Das Gerät, das aus einem handelsüblichen Systemvoltmeter und dem Sensor besteht, liefert neben den Messwerten für die Wärmeleitfähigkleit und Temperaturleitfähigkeit auch deren Messunsicherheiten. Es optimiert sich bei jeder Messung selbsttätig, so dass die jeweils geringste Unsicherheit erreicht wird. Seine Benutzung ist denkbar einfach. Auch ungeübte Personen bedienen es fehlerfrei.
Das Verfahren hat noch einen weiteren Vorteil. Bei Messungen der Wärmeleitfähigkeit soll lediglich die reine Wärme-Leitung gemessen werden, nicht aber die (Wärme-)Konvektion. Wenn die Probe Wasser enthält, kommt es bei einem herkömmlichen Plattenmessgerät zur Konvektion von der warmen zur kalten Platte , was eine höhere Wärmeleitfähigkeit vortäuscht. Dieser unerwünschte Effekt ist bei dem neuen Gerät fast ausgeschlossen. Daher eignet sich das Verfahren besonders gut zur Messung der Wärmeleitfähigkeit in nassen Substanzen. So haben die PTB-Experten damit bereits die Wärmeleitfähigkeit von Flusssedimenten des Spreewaldes erfolgreich bestimmt. Hintergrund des DFG-geförderten Projektes von Limnologen war die Frage, warum im Spreewald trotz gleich bleibender Verdunstung der Wasserstand stetig abnimmt – es geht also um das Funktionieren des Fluss-Sediment-Boden-Grundwasser-Systems.
Auch im Bauwesen kann das neue Gerät eingesetzt werden, beispielsweise um die Wärmeleitfähigkeit von Ziegelsteinen zu messen, die aufgrund ihrer Größe nicht in ein Plattenmessgerät passen, oder um auf einfache und schnelle Weise die Wärmedämmeigenschaften von Dämmstoffen zu überprüfen.
Der Name des Sensormessgerätes, THB 26 K, leitet sich von seiner Bauweise ab. THB steht für Transient Hot Bridge, also Wärmebrückenverfahren. Dabei handelt es sich um eine thermo-elektronische Brückenschaltung. Flüssigkeiten wie Schmierstoffe Fette, Pasten und Schüttgüter lassen sich besonders gut damit messen. Man füllt sie in ein Laborglas, taucht den Sensor ein und startet die Messung. Die bisher übliche umständliche Reinigung eines ganzen Messgerätes entfällt dadurch.
Das neue Sensormessgerät, das in einem Bereich von 10 mW/(m K) bis 70 W/(m K) anwendbar ist, wird auf der Sensor&Test 2009 vom 26. bis 28. Mai in Nürnberg auf dem PTB-Stand (Stand 582) in Halle 12 präsentiert.
Ansprechpartner
Dr. Ulf Hammerschmidt, PTB-Arbeitsgruppe 1.74 „Wärmeleitfähigkeit“,
Tel.: (0531) 592- 3211, E-Mail: ulf.hammerschmidt(at)ptb.de
Dipl.-Ing. Vladislav Meier, „Entwicklung neuer Thermosensoren“,
Tel.: (0531) 592-3217, E-Mail: vladislav.meier(at)ptb.de