使用加拿大Thermtest 公司TLS-100便携式热阻率仪使用案例

使用加拿大Thermtest 公司TLS-100便携式热阻率仪使用案例

——测量室温下水泥粉末的热特性

水泥粉末看起来普普通通，但它的导热能力，却直接关系到建材保温性能、地下工程散热设计，甚至混凝土浇筑过程中的水化热管理。今天我们就用一台可以装进背包的便携式热阻仪 ——加拿大Thermtest 公司的 TLS-100，在室温下实测一份水泥粉末样品的热导率和热阻率，看看数据说了什么。

 

 

图 1 加拿大 Thermtest公司 TLS-100 便携式热阻仪，-40℃至100℃范围内均可快速测量

为什么要测水泥粉末的热特性？

水泥是最常见的建筑材料之一，但很少有人关注它“会不会导热”。事实上，热导率和热阻率这两个参数，决定了水泥基材料在保温层设计、地热工程、储能材料研发等场景中的表现。想知道一批粉末原料到底“保温”还是“导热”，最直接的办法就是拿仪器量一量。

 

加拿大Thermtest 公司TLS-100，专为松散材料而生

加拿大Thermtest 公司TLS-100 热阻仪采用瞬态线热源法，符合ASTM D5334-22a规范，探针长 100 mm、直径仅 2 mm，可以轻松插入粉末、土壤等松散介质内部，不破坏材料的自然堆积状态。它的测量范围覆盖：

l 热导率：0.1 – 5.0 W/(m·K)

l 热阻率：0.2 – 10 m·K/W

l 适用温度：-40℃ 至 100℃

只要测试样品直径不小于 50 mm、厚度不小于 100 mm，精度就能优于 5%，重复性优于 2%。一次完整测量仅需 3 分钟（90秒加热 + 90秒冷却），仪器会自动取加热、冷却两段曲线的平均值，抵消样品内部温度漂移带来的误差。

 

实验是怎么做的？

测试对象是 600 mL 干燥水泥粉末样品，具体步骤如下：

l 将 TLS-100 探针小心插入水泥粉末样品，直至完全没入粉末中；

l 把探针固定在实验室支架上，避免测试过程中晃动，保证传感器稳定；

l 将仪器设置为自动连续测量 5 次，每两次测试间隔 12 分钟，让样品与探针有充分时间恢复热平衡。

 

图 2. 水泥粉末样品（左）以及 TLS-100 便携式热阻仪正在测量该样品的热特性（右）

测量结果

5 次连续测量的数据如下表所示，可以看到每一组读数都相当接近，说明测试过程稳定、可靠：

测试 #	热导率 (W/m·K)	热阻率 (m·K/W)
1	0.246	4.065
2	0.245	4.081
3	0.244	4.098
4	0.241	4.149
5	0.241	4.149
平均值	0.243	4.109

 

最终，该水泥粉末样品的平均热导率为 0.243 W/(m·K)，平均热阻率为 4.109 m·K/W，各次测量之间的重复性优于 1%，结果落在此类水泥粉末的预期范围内。