Laserblixtanalys

Laserblixtanalysen eller laserblixtmetoden används för att mäta termisk diffusivitet för en mängd olika material . En energipuls värmer upp ena sidan av ett planparallellt prov och den resulterande tidsberoende temperaturökningen på baksidan på grund av energitillförseln detekteras. Ju högre termisk diffusivitet hos provet, desto snabbare når energin baksidan. En laserblixtapparat ( LFA ) för att mäta termisk diffusivitet över ett brett temperaturområde visas på höger sida.

I ett endimensionellt, adiabatiskt fall beräknas den termiska diffusiviteten ${\displaystyle a} från denna temperaturökning enligt följande:$

a=0,1388\cdot {\frac {d^{2}}{t_{1/2}}}

Var

$a$ är den termiska diffusiviteten i cm ² /s
$d$ är provets tjocklek i cm
$t_{1/2}$ är tiden till halva maximum i s

Mätprincip

LFA-mätprincip: En energi-/laserpuls (röd) värmer provet (gult) på undersidan och en detektor känner av temperatursignalen mot tiden på ovansidan (grön).

Laserblixtmetoden utvecklades av Parker et al. 1961. I en vertikal uppställning värmer en ljuskälla (t.ex. laser , blixtlampa) provet från undersidan och en detektor ovanpå detekterar den tidsberoende temperaturökningen. För att mäta den termiska diffusiviteten, som är starkt temperaturberoende, kan provet vid olika temperaturer placeras i en ugn vid konstant temperatur.

Perfekta förhållanden är

homogent material,
en homogen energitillförsel på framsidan
en tidsberoende kort puls – i form av en Dirac deltafunktion

Flera förbättringar av modellerna har gjorts. 1963 tar Cowan hänsyn till strålning och konvektion på ytan. Cape och Lehman överväger transient värmeöverföring, ändliga pulseffekter och även värmeförluster under samma år. Blumm och Opfermann förbättrade Cape-Lehman-modellen med högordningslösningar av radiell transient värmeöverföring och ansiktsvärmeförlust, icke-linjär regression vid höga värmeförluster och en avancerad, patenterad pulslängdskorrigering.

Se även


Används	att mäta termisk diffusivitet , värmeledningsförmåga , specifik värme ,