ISO/PRF 21901

Thermal insulation -- Test method for thermal diffusivity -- Periodic heat method

Isolation thermique -- Méthode d’essai pour la diffusivité thermique -- Méthode de chauffage périodique

Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 21901
First edition
Thermal insulation — Test method
for thermal diffusivity — Periodic
heat method
Isolation thermique — Méthode d’essai pour la diffusivité thermique
— Méthode de chauffage périodique
PROOF/ÉPREUVE
Reference number
ISO 21901:2020(E)
ISO 2020
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 21901:2020(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
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Published in Switzerland
ii PROOF/ÉPREUVE © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 21901:2020(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Symbols .......................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 3

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.2 Calculation of thermal diffusivity ........................................................................................................................................... 3

6 Test specimen .......................................................................................................................................................................................................... 6

6.1 Sample ............................................................................................................................................................................................................ 6

6.2 Details of test specimen .................................................................................................................................................................. 6

6.3 Machining of test specimen ......................................................................................................................................................... 6

6.3.1 When using two test specimens ......................................................................................................................... 6

6.3.2 When using a single test specimen .................................................................................................................. 7

7 Apparatus ..................................................................................................................................................................................................................... 8

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 8

7.2 Temperature measurement instrument ........................................................................................................................... 9

8 Procedure..................................................................................................................................................................................................................... 9

8.1 Rounding numbers .............................................................................................................................................................................. 9

8.2 Period of temperature change ................................................................................................................................................... 9

8.3 Amplitude of temperature change ......................................................................................................................................10

8.4 Measurement method ....................................................................................................................................................................10

8.5 Calculation of thermal diffusivity ........................................................................................................................................11

8.6 Calculation of thermal conductivity ...................................................................................................................................11

9 Test report ................................................................................................................................................................................................................11

Annex A (normative) Size of test specimen and period of temperature change..................................................12

Annex B (informative) Measurement considerations ......................................................................................................................15

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................16

© ISO 2020 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 21901:2020(E)
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 of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 163, Thermal performance and energy use

in the built environment, Subcommittee SC 1, Test and measurement methods.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv PROOF/ÉPREUVE © ISO 2020 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 21901:2020(E)
Thermal insulation — Test method for thermal diffusivity
— Periodic heat method
1 Scope

This document specifies a periodic heat method for measurement of the thermal diffusivity of thermal

insulation material in the shape of a flat plate.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 8302:1991, Thermal insulation — Determination of steady-state thermal resistance and related

properties — Guarded hot plate apparatus
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
phase

quantity that shows the stage of progress in one period (3.5) of wave motion and other periodic

phenomenon
EXAMPLE ωϕt+ in yA= sin ωϕt+ is the phase.
1 1
3.2
phase lag

difference between two phases (3.1) provided by periodic temperature changes measured at two

different points on the surface and inside a test specimen

EXAMPLE When the periodic temperature changes 1 and 2 are given by yA= sin ωϕt+ and

11 1
yA= sin ωϕt+ , respectively, the phase lag between them is ϕϕ− .
22 2 21
3.3
amplitude

half of the difference between the maximum and minimum values of the amount of displacement in a

periodic temperature change

EXAMPLE A in a sine wave given by Atsin()ωϕ+ or Aiexp[]()ωϕt+ refers to the amplitude.

© ISO 2020 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE 1
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ISO 21901:2020(E)
3.4
amplitude ratio

ratio of two amplitudes (3.3) provided by periodic temperature changes measured at any point on the

surface and inside a test specimen.

EXAMPLE When the periodic temperature changes y on the surface and y inside the test specimen are

1 2

given by yA= sin()ωϕt+ and yA= sin()ωϕt+ , respectively, the amplitude ratio between the two

11 1 22 2
amplitudes is AA .
3.5
period
reproduction interval of a periodic phenomenon (or a periodic function)

Note 1 to entry: When the time interval is constant, the period f is given by fv==12πω , where v is the

frequency (3.6) and ω is the angular frequency (3.7).
3.6
frequency

number of repetitions of the same state within a certain time interval of any temporal periodic

phenomena
Note 1 to entry: It is expressed as vf=1 , where f is the period (3.5).
3.7
angular frequency
rotation angle per second

Note 1 to entry: Angular frequency is obtained by multiplying the frequency (3.6) v by 2π ( 2πv ) or by multiplying

the reciprocal of the period (3.5) f by 2π ( 2π f ).
4 Symbols
The symbols used in this document are given in Table 1.
Table 1 — Symbols
Symbol Quantity Unit
a Thermal diffusivity m /s
c Specific heat capacity
J/(kg・K)
D Difference %
Thickness of test specimen (total thickness of the two pieces when using two
stacked test pieces in a measurement)
f Period s
i Imaginary unit -
k Damping coefficient 1/m
L Length of one side of test specimen m
l Distance from periodic heating surface (dx− ) m
m Mass prior to measuring thermal diffusivity (prior to grooving) kg
Absolute temperature K
V Volume prior to measuring thermal diffusivity (prior to grooving) m
x x coordinate m
x Location of temperature measurement point inside a test specimen m
ε Phase lag on x = 0 surface
rad
Arbitrary phase rad
2 PROOF/ÉPREUVE © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 21901:2020(E)
Table 1 (continued)
Symbol Quantity Unit
θ Temperature °C
λ Thermal conductivity W/(m・K)
Frequency 1/s
Circular constant -
Density, bulk density kg/m
rad
Phase lag at x = x cross section
Angular frequency 1/s
5 Principle
5.1 General

The periodic heat method is a method for obtaining thermal diffusivity by measuring the temperature

at two different points in a test specimen. Thermal diffusivity is evaluated by the phase lag between

two phases provided by periodically changing the temperature of one side surface of the test specimen.

Here, those temperatures are measured at any point on the heating surface and inside (the internal

plane perpendicular to the direction of thermal diffusion) the test specimen.

This measurement method uses a solution of the heat conduction equation that is obtained under the

condition that the temperature on one side of a test specimen changes as a trigonometric function of

time and the change propagates in a one-dimensional direction, and further, the temperature on the

opposite side is kept constant.

The periodical temperature change on the heated surface shall be expressed by a trigonometric

function of time.

It is contrary to the measurement principle to generate a distorted temperature change on the heated

surface. In addition, in reality, the waveform easily changes in a distorted temperature change during

propagation in a test specimen, and this becomes a cause of measurement errors.
5.2 Calculation of thermal diffusivity

As shown in Figure 1, the x-axis is taken upward along the thickness direction of a test specimen, and

the heat dissipation surface (the surface in contact with the low-temperature side heater) of the test

specimen with thickness d is set as the origin, while the heating surface is set at x = d. Accordingly, as

shown by the thick arrow, heat flows downward from the heating surface to the heat dissipation

surface. At the heat dissipation surface, the temperature is kept constant, and the temperature of the

heating surface is changed periodically based on θθ++sin ωηt . Under these conditions, the phase

H 0

lag (rad) between the point at x = d and an arbitrary point at x = x is obtained by solving the one-

dimensional heat conduction equation. As a result, Formula (1) is given (see Figure 2).

© ISO 2020 – All rights reserved PROOF/ÉPREUVE 3
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ISO 21901:2020(E)
Key
1 test specimen
2 heat flow

Figure 1 — Relation between test specimen and coordinate (one-dimensional heat flow, in the

case θ is kept constant)
Key
1 phase lag
2 amplitude
Figure 2 — Periodic temperature change, in the case θ is kept constant
sinhkx 1+i
 
ϕ=arg (1)
 
sinhkd()1+i
 
The damping coefficient k in Formula (1) is defined by Formula (2).
k= (2)
Also, the angular frequency ω is defined by Formula (3).
ω= (3)

At this time, mean temperature of a test specimen θ is calculated by Formula (4).

θθ=+θ /2 (4)
SH L

When using Formula (1), the surface temperature on the low-temperature side of a test specimen shall

always be controlled so as to be constant.
4 PROOF/ÉPREUVE © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 21901:2020(E)

If the periodical temperature changes on the low-temperature side, as described in Figure 3, it is also

possible to solve the phase lag between x = d and x = x by solving the one-dimensional heat conduction

equation in the same manner as shown above. However, in this case, thermal diffusivity is calculated

using the phase lag and the amplitude ratio.
Key
1 test specimen
2 heat flow

Figure 3 — Relation between test specimen and coordinates (one-dimensional heat flow,

in the case θ changes periodically)
Key
1 phase lag
2 amplitude
Figure 4 — Periodic temperature change, in the case θ changes periodically

As a result, Formula (5) is given (see Figure 4). The coefficients used in Formula (5) are shown in

Formulae (6), (7), (8) and (9). The damping coefficient k and the angular frequency ω are defined in

Formulae (2) and (3).

If the temperature on the low-temperature side is constant, Formula (5) is equal to Formula (1).

00 if θϕcosc++θϕos ε ≥ ,
θϕsins++θϕin ε  () () 
 () ()
 
11HH LL
11HH LL
ϕ=arctan + (5)
   
θϕcosc++θϕos ε
() () πθ if coscϕθ+ oss,ϕε+ < 0
 () () 
 
11HH LL  
11HH L L
cosh()22kx −cos()kx
θθ= (6)
10H
cosh()22kd −cos()kd
cosh()22kl −cos()kl
θθ= (7)
12L
cosh 22kd −cos kd
() ()
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ISO 21901:2020(E)
sinh kx ()1+i
 {}
ϕ =arg (8)
 
sinh kd 1+i
{}()
 
sinh kl 1+i
 {}() 
ϕ =arg (9)
 
sinh{}kd()1+i
 
6 Test specimen
6.1 Sample

The test specimen taken from the sample shall satisfy the homogeneity prescribed in ISO 8302:1991,

1.8.2. Here, the term “homogeneous” means that raw materials such as fibres and particles constituting

the specimen are distributed evenly along the direction of heat flow. Namely, the distribution of fibres

and particles is independent of their location in the specimen, and there are no extreme voids inside the

specimen. The thermal diffusivity of various kinds of materials like fibrous insulations such as ceramic

fibre, rock wool, glass fibre and fibrous board, and furthermore, styrene foam, urethane foam, brick

and concrete can be measured by applying the periodic heat method. However, the thermal diffusivity

of materials which undergo phase change, release gases, expand or shrink excessively or deform as a

result of phenomena such as cracks cannot be measured by this method.
6.2 Details of test specimen
The details of the test specimen are as follows.

a) The dimensions of the test specimen shall be the same as those of the heater for periodic heating

with the dimensional tolerance of ±2 mm with respect to the heater dimensions.

b) The relationship between the length L of one side and the thickness d of the test specimen should be

restricted so as to reduce the error due to heat inflow (outflow) from the edges of the test specimen. In

addition, th
...

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 21901
ISO/TC 163/SC 1 Secretariat: DIN
Voting begins on: Voting terminates on:
2020-04-16 2020-07-09
Thermal insulation — Test method for thermal diffusivity
— Periodic heat method
ICS: 27.220
THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED
FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS
THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY
NOT BE REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL
STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL,
This document is circulated as received from the committee secretariat.
TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND
USER PURPOSES, DRAFT INTERNATIONAL
STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
Reference number
NATIONAL REGULATIONS.
ISO/DIS 21901:2020(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT
RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE AND TO
PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION. ISO 2020
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

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Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Symbols .......................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 3

5.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.2 Calculation of thermal diffusivity and thermal conductivity .......................................................................... 3

6 Test specimen .......................................................................................................................................................................................................... 5

6.1 Sample ............................................................................................................................................................................................................ 5

6.2 Details of test specimen .................................................................................................................................................................. 5

6.3 Machining of test specimen ......................................................................................................................................................... 6

6.3.1 When using two test specimens ......................................................................................................................... 6

6.3.2 When using a single test specimen .................................................................................................................. 6

7 Apparatus ..................................................................................................................................................................................................................... 7

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 7

7.2 Temperature measurement instrument ........................................................................................................................... 8

8 Procedure..................................................................................................................................................................................................................... 8

8.1 Rounding numbers .............................................................................................................................................................................. 8

8.2 Period of temperature change ................................................................................................................................................... 8

8.3 Amplitude of temperature change ......................................................................................................................................... 8

8.4 Measurement method ....................................................................................................................................................................... 8

8.5 Calculation of thermal diffusivity ........................................................................................................................................... 9

8.6 Calculation of thermal conductivity ...................................................................................................................................... 9

9 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 9

Annex A (informative) Size of test specimen and period of temperature change ..............................................10

Annex B (informative) Measurement considerations ......................................................................................................................13

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................14

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ISO/DIS 21901:2020(E)
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 of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 163, [Thermal performance and energy

use in the built environment], Subcommittee SC 1, [Test and measurement methods].

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 21901:2020(E)
Thermal insulation — Test method for thermal diffusivity
— Periodic heat method
1 Scope

This Standard specifies a periodic heat method for measurement of the thermal diffusivity of thermal

insulation material in the shape of a flat plate.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 8302:1991, Thermal insulation — Determination of steady-state thermal resistance and related

properties — Guarded hot plate apparatus
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
The list below is always included after each option:

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
Phase

Quantity that shows the stage of progress in one period of wave motion and other periodic phenomenon.

For example, ωφt+ in yA=+sin ωφt is the phase.
1 1
3.2
Phase lag

The difference between two phases provided by periodic temperature changes measured at two

different points on the surface and inside a test specimen. For example, when the periodic temperature

changes 1 and 2 are given by yA=+sin ωφt and yA=+sin ωφt , respectively, the phase lag

() ()
11 1 22 2
between them is φφ− .
3.3
Amplitude

Amplitude is defined as half of the difference between the maximum and minimum values of the amount

of displacement in a periodic temperature change. For example, A in a sine wave given byAtsin()ωφ+

or Aiexp ()ωφt+ refers to the amplitude.
3.4
Amplitude ratio

The ratio of two amplitudes provided by periodic temperature changes measured at any point on the

surface and inside a test specimen. For example, when the periodic temperature changes y on the

surface and y inside the test specimen are given by yA=+sin()ωφt and yA=+sin()ωφt ,

2 11 1 22 2
respectively, the amplitude ratio between the two amplitudes is AA .
© ISO 2020 – All rights reserved 1
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ISO/DIS 21901:2020(E)
3.5
Period

Period refers to the reproduction interval of a periodic phenomenon (or a periodic function). When the

time interval is constant, the period f is given by fv==12πω , where v is the frequency and ω is

the angular frequency.
3.6
Frequency

Frequency is defined as the number of repetitions of the same state within a certain time interval of

any temporal periodic phenomena and is expressed as vf=1 , where f is the period.

3.7
Angular frequency

Angular frequency refers to the rotation angle per second. Angular frequency is obtained by multiplying

the frequency v by 2π ( 2πv ) or by multiplying the reciprocal of the period f by 2π ( 2π f ).

3.8
Wavelength

The distance from one point to the next corresponding point of one state which is repeated in a

fluctuation.
3.9
Mean temperature of a test specimen

The arithmetic mean temperature between the mean temperature of a high-temperature surface over

a single period and the mean temperature of a low-temperature surface over the single same period.

3.10
Temperature difference of a test specimen

The temperature difference between the mean temperature of a high-temperature surface over a single

period and the mean temperature of a low-temperature surface over the single same period.

4 Symbols
The symbols used in this standard are given in Table 1.
Table 1 — Symbols
Symbol Quantity Unit
a Thermal diffusivity m /s
Specific heat capacity J/(kg・K)
Thickness of test specimen (total thickness of the two pieces when using two
stacked test pieces in a measurement)
f Period s
i Imaginary unit -
k Damping coefficient 1/m
L Length of one side of test specimen m
l Distance from periodic heating surface (dx− ) m
m Mass prior to measuring thermal diffusivity (prior to grooving) kg
T Absolute temperature K
V Volume prior to measuring thermal diffusivity (prior to grooving) m
x x coordinate m
x Location of temperature measurement point inside a test specimen m
ε Phase lag on x = 0 surface
rad
Arbitrary phase rad
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Table 1 (continued)
Symbol Quantity Unit
θ Temperature °C
λ Thermal conductivity W/(m・K)
Frequency 1/s
Circular constant -
Density, bulk density kg/m
rad
Phase lag at x = x cross section
Angular frequency 1/s
5 Principle
5.1 General

The periodic heat method is a method for obtaining thermal diffusivity by measuring the temperature

at two different points in a test specimen. Thermal diffusivity is evaluated by the phase lag between

two phases provided by periodically changing the temperature of one side surface of the test specimen.

Here, those temperatures are measured at any point on the heating surface and inside (the internal

plane perpendicular to the direction of thermal diffusion) the test specimen.

This measurement method uses a solution of the heat conduction equation that is obtained under the

condition that the temperature on one side of a test specimen changes as a trigonometric function of

time and the change propagates in a one-dimensional direction, and further, the temperature on the

opposite side is kept constant.

The periodical temperature change on the heated surface shall necessarily be expressed by a

trigonometric function of time.

It is contrary to the measurement principle to generate a distorted temperature change on the heated

surface. In addition, in reality, the waveform easily changes in a distorted temperature change during

propagation in a test specimen, and this becomes a cause of measurement errors.
5.2 Calculation of thermal diffusivity and thermal conductivity

As shown in Figure 1, the x-axis is taken upward along the thickness direction of a test specimen, and

the heat dissipation surface (the surface in contact with the low-temperature side heater) of the test

specimen with thickness d is set as the origin, while the heating surface is set at x = d. Accordingly, as

shown by the thick arrow, heat flows downward from the heating surface to the heat dissipation

surface. At the heat dissipation surface, the temperature is kept constant, and the temperature of the

heating surface is changed periodically based on θθ++sin ωηt . Under these conditions, the phase

H 0

lag (rad) between the point at x = d and an arbitrary point at x = x is obtained by solving the one-

dimensional heat conduction equation. As a result, the following formula (1) is given (see Figure 2).

© ISO 2020 – All rights reserved 3
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ISO/DIS 21901:2020(E)

Figure 1 — Relation between test specimen and Figure 2 — Periodic temperature change, in

coordinate (one-dimensional heat flow, in the case the case θ is kept constant
θ is kept constant)
sinhkx ()1+i
 
φ=arg (1)
 
sinhkd()1+i
 
The damping coefficient k in formula (1) is defined by formula (2).
k= (2)
Also, the angular frequency ω is defined by formula (3).
ω= (3)

When using formula (1), the surface temperature on the low-temperature side of a test specimen shall

always be controlled so as to be constant.

If the periodical temperature changes on the low-temperature side, as described in Figure 3, it is also

possible to solve the phase lag between x = d and x = x by solving the one-dimensional heat conduction

equation in the same manner as shown above.

As a result, the following formula (4) is given. The coefficients used in formula (4) are shown in formula

(5), (6), (7) and (8). The damping coefficient k and the angular frequency ω are defined in formula (2)

and (3) in 5.2.

If the temperature on the low-temperature side is constant, formula 4 is equal to formula (1) in 5.2.

00ifθϕ� cosc++θϕos ε ≥ ,
θϕsins()++θϕin()ε  () ()
11HH LL 11HH LL
ϕ=arctan + (4)
  
θϕcosc()++θϕos()ε πθif� coscϕθ++os ϕ εε <0,
() ()
  
11HH LL 11HH LL
cosh 22kx −cos kx
() ()
θθ= (5)
10H
cosh 22kd −cos kd
() ()
cosh 22kl −cos kl
() ()
θθ= (6)
12L
cosh()22kd −cos()kd
sinh kx ()1+i
 {}
ϕ =arg (7)
 
sinh kd 1+i
{}()
 
4 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO/DIS 21901:2020(E)
 sinh{}kl()1+i 
ϕ =arg (8)
 
sinh kd 1+i
{}()
 

Figure 3 — Relation between test specimen Figure 4 — Periodic temperature change, in

and coordinates (one-dimensional heat flow, the case θ changes periodically
in the case θ changes periodically)
6 Test specimen
6.1 Sample

The test specimen taken from the sample shall satisfy the homogeneity prescribed in ISO 8302, 1.8.2.

Here, the term “homogeneous” means that raw materials such as fibres and particles constituting the

specimen are distributed evenly along the direction of heat flow. Namely, the distribution of fibres and

particles is independent of their location in the specimen, and there are no extreme voids inside the

specimen. The thermal diffusivity of various kinds of materials like fibrous insulations such as ceramic

fibre, rock wool, glass fibre and fibrous board, and furthermore, styrene foam, urethane foam, brick

and concrete can be measured by
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 21901
ISO/TC 163/SC 1 Secrétariat: DIN
Début de vote: Vote clos le:
2020-04-16 2020-07-09
Isolation thermique — Méthode d’essai pour la diffusivité
thermique — Méthode de chauffage périodique
Thermal insulation — Test method for thermal diffusivity — Periodic heat method
ICS: 27.220
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE

Le présent document est distribué tel qu’il est parvenu du secrétariat du comité.

DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 21901:2020(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2020
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ISO/DIS 21901:2020(F)
ISO/DIS 21901:2020(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................... 4

1 Domaine d’application .................................................................................................................................. 1

2 Références normatives .................................................................................................................................. 1

3 Termes et définitions ..................................................................................................................................... 1

4 Symboles ............................................................................................................................................................. 3

5 Principe ............................................................................................................................................................... 4

5.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 4

5.2 Calcul de la diffusivité thermique et de la conductivité thermique .............................................. 4

6 Éprouvette ......................................................................................................................................................... 6

6.1 Échantillon ......................................................................................................................................................... 6

6.2 Caractéristiques détaillées de l’éprouvette ........................................................................................... 6

6.3 Usinage de l’éprouvette ................................................................................................................................. 7

7 Appareillage ...................................................................................................................................................... 9

7.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 9

7.2 Instrument de mesure de la température .............................................................................................. 9

8 Mode opératoire ........................................................................................................................................... 10

8.1 Arrondi des nombres .................................................................................................................................. 10

8.2 Période de variation de la température ............................................................................................... 10

8.3 Amplitude de variation de la température ......................................................................................... 10

8.4 Méthode de mesure ..................................................................................................................................... 10

8.5 Calcul de la diffusivité thermique........................................................................................................... 11

8.6 Calcul de la conductivité thermique ...................................................................................................... 11

9 Rapport d’essai .............................................................................................................................................. 11

Annexe Aȋ‹ˆ‘”ƒ–‹˜‡Ȍ Taille de l’éprouvette et période de variation de la température ............. 13

Annexe Bȋ‹ˆ‘”ƒ–‹˜‡Ȍ Considérations relatives au mesurage ................................................................. 17

Bibliographie ................................................................................................................................................................ 18

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2020

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en oeuvre, aucune partie de cette

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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ISO/DIS 21901:2020(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................... 4

1 Domaine d’application .................................................................................................................................. 1

2 Références normatives .................................................................................................................................. 1

3 Termes et définitions ..................................................................................................................................... 1

4 Symboles ............................................................................................................................................................. 3

5 Principe ............................................................................................................................................................... 4

5.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 4

5.2 Calcul de la diffusivité thermique et de la conductivité thermique .............................................. 4

6 Éprouvette ......................................................................................................................................................... 6

6.1 Échantillon ......................................................................................................................................................... 6

6.2 Caractéristiques détaillées de l’éprouvette ........................................................................................... 6

6.3 Usinage de l’éprouvette ................................................................................................................................. 7

7 Appareillage ...................................................................................................................................................... 9

7.1 Généralités ......................................................................................................................................................... 9

7.2 Instrument de mesure de la température .............................................................................................. 9

8 Mode opératoire ........................................................................................................................................... 10

8.1 Arrondi des nombres .................................................................................................................................. 10

8.2 Période de variation de la température ............................................................................................... 10

8.3 Amplitude de variation de la température ......................................................................................... 10

8.4 Méthode de mesure ..................................................................................................................................... 10

8.5 Calcul de la diffusivité thermique........................................................................................................... 11

8.6 Calcul de la conductivité thermique ...................................................................................................... 11

9 Rapport d’essai .............................................................................................................................................. 11

Annexe A (informative) Taille de l’éprouvette et période de variation de la température ............. 13

Annexe B (informative) Considérations relatives au mesurage ................................................................. 17

Bibliographie ................................................................................................................................................................ 18

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iii
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ISO/DIS 21901:2020(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en

général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit

de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales

et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore

étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la

normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir

www.iso.org/directives).

L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de

ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les

références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration

du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par

l’ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant : www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 163, [Performance thermique et

utilisation de l’énergie en environnement bâti], sous-comité SC 1, [Méthodes d’essais et de mesurage].

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 21901:2020(F)
Isolation thermique — Méthode d’essai pour la diffusivité
thermique — Méthode de chauffage périodique
1 Domaine d’application

La présente norme spécifie une méthode de chauffage périodique pour mesurer la diffusivité thermique

des matériaux isolants thermiques sous forme de plaque plane.
2 Références normatives

Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur

contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.

Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les

éventuels amendements).

ISO 8302:1991, Isolation thermique — Détermination de la résistance et des propriétés connexes en régime

stationnaire — Méthode de la plaque chaude gardée
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

La liste ci-dessous est toujours incluse après chaque option :

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes :
— ISO Online browsing platform : disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia : disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/
3.1
phase

grandeur qui représente l’état d’avancement au cours d’une période de mouvement ondulatoire et autre

phénomène périodique. Par exemple, t correspond à la phase dans yAsint
 
1 1
3.2
déphasage

différence entre deux phases résultant de variations périodiques de la température mesurées en deux

points différents sur la surface et à l’intérieur d’une éprouvette. Par exemple, lorsque les variations

périodiques de la température 1 et 2 sont données par yA sint et yA sint ,

   
1 1 1 2 2 2
respectivement, le déphasage entre elles est 
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ISO/DIS 21901:2020(F)
3.3
amplitude

moitié de la différence entre les valeurs maximale et minimale de la quantité de déplacement au cours

d’une variation périodique de la température. Par exemple, dans une onde sinusoïdale donnée par

Atsin  ou Aexpit  , A fait référence à l’amplitude
3.4
rapport d’amplitude

rapport de deux amplitudes résultant de variations périodiques de la température mesurées en un point

quelconque sur la surface et à l’intérieur d’une éprouvette. Par exemple, lorsque les variations

périodiques de la température y sur la surface et y à l’intérieur de l’éprouvette sont données par

1 2
et , respectivement, le rapport d’amplitude entre les deux
yA sint  yA sint 
1 1 1 2 2 2
amplitudes est AA
3.5
période

intervalle de reproduction d’un phénomène périodique (ou d’une fonction périodique). Lorsque

l’intervalle de temps est constant, la période f est donnée par fv12 , où v est la fréquence et 

est la fréquence angulaire
3.6
fréquence

nombre de répétitions du même état dans un intervalle de temps donné d’un phénomène périodique

temporel quelconque, qui est exprimé par vf1 , où f est la période
3.7
fréquence angulaire

angle de rotation par seconde. La fréquence angulaire est obtenue en multipliant la fréquence v par

22 v ou en multipliant l’inverse de la période f par 2π 2 f
3.8
longueur d’onde

distance d’un point au point suivant correspondant à un état qui est répété au cours d’une fluctuation

3.9
température moyenne d’une éprouvette

moyenne arithmétique de la température moyenne d’une surface à haute température au cours d’une

période et de la température moyenne d’une surface à basse température au cours de la même période

3.10
différence de température d’une éprouvette

différence de température entre la température moyenne d’une surface à haute température au cours

d’une période et la température moyenne d’une surface à basse température au cours de la même période

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ISO/DIS 21901:2020(F)
4 Symboles
Les symboles utilisés dans la présente norme sont indiqués dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles
Symbole Grandeur Unité
a Diffusivité thermique m /s
Capacité thermique spécifique J/(kg・K)
Épaisseur de l’éprouvette (épaisseur totale des deux éprouvettes en
cas d’utilisation de deux éprouvettes empilées pour un mesurage)
Période s
Unité imaginaire -
k Coefficient d’amortissement 1/m
L Longueur d’un côté de l’éprouvette m
Distance par rapport à la surface de chauffage périodique (dx )
m Masse avant de mesurer la diffusivité thermique (avant rainurage) kg
T Température absolue K
V Volume avant de mesurer la diffusivité thermique (avant rainurage) m
Coordonnée x m
Emplacement d’un point de mesure de la température à l’intérieur
d’une éprouvette
Déphasage sur une surface x = 0 rad
Phase arbitraire rad
Température °C
λ Conductivité thermique W/(m・K)
Fréquence 1/s
Constante circulaire -
 3
Masse volumique, masse volumique apparente kg/m
Déphasage sur une section x = x
rad
Fréquence angulaire 1/s
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ISO/DIS 21901:2020(F)
5 Principe
5.1 Généralités

La méthode de chauffage périodique est une méthode qui permet d’obtenir la diffusivité thermique en

mesurant la température en deux points différents d’une éprouvette. La diffusivité thermique est évaluée

au moyen du déphasage entre deux phases obtenues en faisant varier périodiquement la température sur

une surface latérale de l’éprouvette. Ici, ces températures sont mesurées en un point quelconque sur la

surface chauffante et à l’intérieur (plan interne perpendiculaire à la direction de diffusion thermique) de

l’éprouvette.

Cette méthode de mesure utilise une solution de l’équation de la conduction thermique qui est obtenue à

condition que la température sur un côté de l’éprouvette varie selon une fonction trigonométrique du

temps et que la variation se propage dans une direction unidimensionnelle et, qu’en outre, la température

sur le côté opposé soit maintenue constante.

La variation périodique de la température sur la surface chauffée doit nécessairement être exprimée par

une fonction trigonométrique du temps.

Il est contraire au principe de mesure de générer une variation déformée de la température sur la surface

chauffée. En outre, en réalité, la forme d’onde varie facilement en cas de variation déformée de la

température pendant la propagation dans une éprouvette et cela devient une source d’erreurs de mesure.

5.2 Calcul de la diffusivité thermique et de la conductivité thermique

Comme illustré sur la Figure 1, l’axe des abscisses est l’axe vertical vers le haut le long de la direction de

l’épaisseur d’une éprouvette, et la surface de dissipation de chaleur (la surface en contact avec l’élément

chauffant du côté basse température) de l’éprouvette d’une épaisseur d est prise comme origine, tandis

que la surface chauffante est prise à x = d. Par conséquent, comme le montre la flèche épaisse, la chaleur

circule vers le bas, de la surface chauffante jusqu’à la surface de dissipation de chaleur. La température

est maintenue constante sur la surface de dissipation de chaleur, tandis que la température de la surface

chauffante est modifiée périodiquement selon la formule  sint . Dans ces conditions, le

 

déphasage (rad) entre le point situé à x = d et un point arbitraire situé à x = x est obtenu en résolvant

l’équation de la conduction thermique unidimensionnelle. On obtient donc la Formule (1) suivante (voir

la Figure 2).

Figure 1 — Relation entre l’éprouvette et la Figure 2 — Variation périodique de la

coordonnée (flux thermique température, dans le cas où θ est maintenue
unidimensionnel, dans le cas où θ est constante
maintenue constante)
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ISO/DIS 21901:2020(F)
sinhkx 1i
 
arg (1)
sinhkd 1i
 

Le coefficient d’amortissement k de la Formule (1) est défini par la Formule (2).

(2)
De plus, la fréquence angulaire  est définie par la Formule (3).
(3)

Lorsque la Formule (1) est utilisée, la température de surface sur le côté basse température d’une

éprouvette doit toujours être régulée de manière à ce qu’elle reste constante.

Si la température varie périodiquement sur le côté basse température, comme décrit sur la Figure 3, il est

aussi possible de résoudre le déphasage entre x = d et x = x en résolvant l’équation de la conduction

thermique unidimensionnelle comme indiqué ci-dessus.

On obtient donc la Formule (4) suivante. Les coefficients utilisés dans la Formule (4) sont illustrés dans

les Formules (5), (6), (7) et (8). Le coefficient d’amortissement k et la fréquence angulaire ω sont définis

dans les Formules (2) et (3) en 5.2.

Si la température sur le côté basse température est constante, la Formule (4) est égale à la Formule (1)

en 5.2.
0if　 cos   cos   0,
 sin  sin       
   
11H H L L
11H H L L
arctan (4)
  
 cos  cos  
    if　 cos   cos   0,
    
11H H L L 
11H H L L
cosh 2kx cos 2kx
   
(5)

10H
cosh2kdcos2kd
cosh2klcos2kl
 (6)
12L
cosh2kdcos2kd
sinh kx 1i
 
 arg (7)
sinhkd1i
sinhkl1i
 arg (8)
L
sinhkd1i
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ISO/DIS 21901:2020(F)
Figure 3 — Relation entre l’éprouvette et Figure 4 — Variation périodique de la
les coordonnées (flux thermique température, dans le cas où θ varie
unidimensionnel, dans le cas où θ est périodiquement
maintenue constante)
6 Éprouvette
6.1 Échantillon

L’éprouvette prélevée sur l’échantillon doit respecter l’homogénéité prescrite dans l’ISO 8302, 1.8.2. Ici,

« homogène » signifie que les matières premières, telles que les fibres et particules qui constituent

l’éprouvette, sont distribuées uniformément le long de la direction du flux thermique. C’est-à-dire que la

distribution des fibres et des particules est indépendante de leur emplacement dans l’éprouvette et qu’il

n’y a aucun vide extrême à l’intérieur de l’éprouvette. La méthode de chauffage périodique permet de

mesurer la diffusivité thermique de différents types de matériaux isolants fibreux, tels que la fibre

céramique, la laine de roche, la fibre de verre et les panneaux fibreux, mais aussi la mousse de styrène, la

mousse d’uréthanne, la brique et le béton. Cette méthode ne permet toutefois pas de mesurer la diffusivité

thermique des matériaux qui subissent une variation de phase, libèrent des gaz, se dilatent ou se

rétractent excessivement ou se déforment suite à des phénomènes tels que les fissures.

6.2 Caractéristiques détaillées de l’éprouvette
Les caractéristiques détaillées de l’éprouvette sont les suivantes.

a) Les dimensions de l’éprouvette doivent être les mêmes que celles de l’élément chauffant pour le

chauffage périodique avec une tolérance dimensionnelle de ± 2 mm par rapport aux dimensions de

l’élément chauffant.

b) Il convient que la relation entre la longueur L d’un côté et l’épaisseur d de l’éprouvette soit limitée

afin de réduire l’erreur due au flux de chaleur entrant (sortant) par les bords de l’éprouvette. Il

convient aussi que l’épaisseur minimale d de l’éprouvette soit limitée afin de réduire l’erreur due au

diamètre des thermocouples placés sur les surfaces supérieure/médiane/inférieure de l’éprouvette.

Par exemple, en cas d’utilisation d’un tube isolant de 3 mm de diamètre, l’épaisseur minimale d est

de 20 mm.

c) Les surfaces chauffantes et à basse température de l’éprouvette doivent être lisses et, si nécessaire,

les éprouvettes en matériaux déformables doivent être maintenues par un cadre ou une entretoise.

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ISO/DIS 21901:2020(F)

d) L’éprouvette doit être séchée dans un séchoir à 105 °C ± 2 °C jusqu’à l’obtention d’une masse

constante. Lorsqu’il y a un risque d’altération ou de déformation par la chaleur, l’éprouvette doit être

séchée jusqu’à ce qu’elle atteigne une masse constante à une température qui n’entraîne aucune

altération, déformation ou autre variation des propriétés.

e) La masse volumique apparente de l’éprouvette peut être calculée à l’aide de la Formule (9) suivante,

basée sur le volume au moment du mesurage de la diffusivité thermique et sur la masse avant ce

mesurage.
 (9)

Il est recommandé que le rapport de la longueur sur la largeur de l’éprouvette (L/d) soit supérieur à 6,

car L/d peut avoir une incidence sur les résultats du mesurage. S’il est nécessaire d’utiliser une valeur

inférieure de L/d, la précision du mesurage doit être vérifiée avec la méthode décrite dans l’Annexe A.

6.3 Usinage de l’éprouvette
6.3.1 En cas d’utilisation de deux éprouvettes

Préparer deux éprouvettes ayant à peu près la même masse volumique apparente, et réaliser le travail

d’usinage requis pour placer les thermocouples pour le mesurage de la température selon le mode

opératoire indiqué ci-après. Dans ce cas, l’épaisseur totale de l’éprouvette composée des deux

éprouvettes doit être limitée comme décrit en 6.2.

a) Sur une éprouvette, découper une rainure d’environ 3 mm de largeur et 1,5 mm de profondeur au

centre d’une surface, de sorte que la rainure traverse l’éprouvette de part en part (voir la Figure 5a).

b) Sur l’autre éprouvette, découper une rainure d’environ 3 mm de largeur et 1,5 mm de profondeur,

en partant du côté jusqu’au centre de la surface de l’éprouvette. Sur la Figure 5b, la longueur de la

rainure est de 60 mm à 65 mm. Découper aussi une rainure de mêmes dimensions sur l’autre surface

de sorte que la rainure traverse l’éprouvette de part en part (voir la Figure 5b).

c) Comme illustré sur la Figure 5c, placer l’éprouvette de la Figure 5a sur l’éprouvette de la Figure 5b,

sans laisser d’espace entre elles.
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ISO/DIS 21901:2020(F)
Unité : mm

Figure 5 — Éprouvette (processus d’usinage requis en cas d’utilisation de deux éprouvettes)

(exemple)
6.3.2 En cas d’utilisation d’une seule éprouvette

En cas d’utilisation d’une seule éprouvette, l’épaisseur de l’éprouvette doit être limitée comme décrit en

6.2.

Comme illustré sur la Figure 6, découper des rainures d’environ 3 mm de largeur et 1,5 mm de

profondeur au centre des surfaces supérieure et inférieure de sorte que les rainures traversent

l’éprouvette de part en part. De plus, percer un trou d’un diamètre d’environ 2,5 mm en direction du

centre, perpendiculairement à la surface latérale, en partant du centre de la direction de l’épaisseur sur

la surface latérale. Sur la Figure 6, la longueur du trou est d’environ 60 mm à 65 mm.

Unité : mm

Figure 6 — Éprouvette (processus d’usinage requis en cas d’utilisation d’une seule éprouvette)

(exemple)
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7 Appareillage
7.1 Généralités

Un exemple de dispositif de mesure est illustré sur la Figure 7. Ce dispositif est composé de quatre unités,

à savoir l’élément chauffant périodique (3), l’élément chauffant auxiliaire (1), l’élément chauffant basse

température (5) avec une pompe à eau de refroidissement et l’étuve atmosphérique (2).

La taille normalisée de l’élément chauffant périodique doit être de 125 mm × 125 mm de côté. Toutefois,

cela ne doit pas s’appliquer s’il est confirmé que le dispositif peut assurer la précision stipulée dans la

présente norme.
Légende

1 Isolation thermique, 2 Étuve atmosphérique, 3 Élément chauffant périodique, 4 Enregistreur, 5 Élément chauffant basse

température, 6 Éprouvette, 7 Réservoir d’eau de refroidissement, 8 Eau en circulation, 9 Régulateur de température,

10 Thermocouple pour mesurer la température sur la surface haute température, 11 Thermocouple pour mesurer la

température à l’intérieur de l’éprouvette, 12 Thermocouple pour mesurer la température sur la surface basse température,

13 Thermocouple pour réguler la température de l’étuve atmosphérique, 14 Thermocouple pour réguler la température de

l’élément chauffant basse tempér
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