倍迎电子Thermtest导热测试设备
电话:15021562539 微信:beiyingdianzi 邮箱:sales@dwshanghai.com 地址:上海市嘉定区华江路348号B座226室在材料热物性测试中,"绝对测量"与"间接(校准)测量"是两个根本性的分类。它们决定了测试结果的溯源路径、精度上限以及适用场景。很多用户在阅读相关资料时,往往对这两者的界限和联系感到困惑。本文基于瑟姆泰斯Thermtest 官方技术资料,对这两种测量范式进行详细梳理。
绝对热导率测量(Absolute Measurement) 是指在测量过程中不依赖任何热导率校准材料,仅基于基本物理原理(如傅里叶导热定律)和被测材料自身的温度响应来反演导热系数的方法。
这类方法被认为具有非比较性(non-comparative),是目前业界公认的测量热导率精度最高的方法。其最大优势在于:测量结果不受校准参考材料自身属性的影响,也不受测量装置构造材料热物性的干扰。
💡 关键点:绝对法的"绝对",体现在它不需要拿一个"已知导热系数的标准样品"来做比对,而是让材料在自己被加热/冷却的过程中"自报家门"。
目前业界公认的绝对测量方法主要包括:
防护热板法(GHP, Guarded Hot Plate):理想用于低导热系数材料,是隔热材料测试的黄金标准
瞬态平面热源法(TPS, Transient Plane Source):适用于低到高导热系数的广泛材料, versatility 极强
激光闪射法(LFA, Laser Flash Apparatus):擅长测试中高导热扩散系数材料,若已知密度和比热容,可计算出导热系数

图1:绝对热导率测量无需校准,直接基于物理原理得出结果
间接测量(Indirect / Calibrated Measurement),也称为比较法(Comparative Method),是指使用一个(某些情况下多个)校准参考材料来覆盖一定范围的热导率,并通过与参考材料的比对来确定未知样品导热系数的方法。
比较法的准确度是一个综合值,它取决于两个因素:
参考材料的标定精度 —— 即参考材料本身是用什么级别的方法测出来的(通常是用 TPS 等绝对法先行标定)
比较设备自身的系统误差
换句话说,比较法的"根"扎在绝对法之上。没有绝对法提供的溯源链条,比较法就失去了准星。

图2:间接(校准)测量需要通过参考材料进行单点或多点校准
根据 Thermtest 的技术分类,比较法又可细分为两类校准策略:
单点校准(Single-point Calibration)
简单的偏移校准,用于修正对流、接触和辐射效应带来的微小偏移。典型方法包括:
瞬态热线法(THW)
瞬态热板法(THS)
热流计法(HFM)
防护热流计法(GHFM)
防护比较纵向热流法(GCLHF)
多点校准(Multi-point / Secondary Calibration)
使用三种或更多材料对方法进行标定,覆盖确定的热导率或热扩散系数范围。典型方法包括:
改良瞬态平面热源法(MTPS):通常采用工厂年度校准,针对特定范围(如聚合物、金属等)
瞬态线热源法(TLS):可按热导率范围进行单点或工厂多点校准
下面这张表汇总了工程中最常用的六种热导率测试方法,以及它们各自对应的校准属性:
方法 | 全称 | 适用材料 | 标准 | 校准属性 |
|---|---|---|---|---|
TLS | 瞬态线热源法 | 土壤及类似材料 | ASTM D5334 | 需校准(参考材料须由 TPS 等绝对法标定) |
THW | 瞬态热线法 | 液体 | ASTM D-7896-14 | 需校准(参考材料须由 TPS 等绝对法标定) |
THS | 瞬态热板法 | 固体 | — | 需校准(参考材料须由 TPS 等绝对法标定) |
MTPS | 改良瞬态平面热源法 | 固体及小颗粒粉末 | — | 需校准(参考材料须由 TPS 等绝对法标定) |
HFM | 热流计法 | 低热导率材料 | ASTM C518 | 需校准(参考材料须由 TPS 等绝对法标定) |
GCLHF | 防护比较纵向热流法 | 陶瓷、聚合物、金属 | ASTM E1225 | 需校准(参考材料须由 TPS 等绝对法标定) |
⚠️ 注意:上述六种方法均属于比较法范畴。它们所使用的参考材料,必须先通过 TPS 等绝对法进行标定,然后才能进行比较法的单点或多点校准。
既然绝对法精度最高,为什么工程界还要大量使用比较法?原因在于绝对法并非完美无缺:
绝对法的挑战:
稳态绝对法(如 GHP)在测定热损失时难度较大,尤其高温环境下,热损失会影响精度
测试周期长,设备复杂,成本高昂
对样品尺寸和形状有严格要求
比较法的优势:
操作简便,测试速度快
适合工业现场和质量控制场景
在特定范围内可达足够精度
因此,绝对法与比较法是互补而非替代关系:绝对法负责"定标",比较法负责"量产"。TPS 作为绝对法的中坚力量,常被用来测试校准材料,而这些校准材料又反过来服务于 TLS、THW、THS、MTPS、HFM、GCLHF 等比较法的日常校准。
如果你需要最高精度的基准数据,或要标定参考材料 → 选择 TPS、GHP 或 LFA 等绝对法
如果你测试液体 → THW(需注意参考材料由绝对法先行标定)
如果你测试土壤/岩石 → TLS(ASTM D5334)
如果你测试固体/粉末且追求速度 → MTPS(单面接触,无需对称样品)
如果你测试隔热材料 → HFM(ASTM C518)
如果你测试陶瓷、金属、聚合物 → GCLHF(ASTM E1225)
理解绝对测量与间接测量的区别,是正确选择热导率测试方法的前提。绝对法是"源",比较法是"流"——没有绝对法的溯源,比较法的精度就成了无本之木。在实际应用中,二者协同工作,共同构筑了材料热物性测试的完整体系。
📌 无论选择哪种方法,都要牢记:比较法所使用的参考材料,其导热系数必须通过 TPS 等绝对方法先行标定。这是整个热导率测量溯源链条的起点。