时域方法

导热系数测试仪瞬态技术在加热过程中进行测量。优点是可以相对较快地进行测量。瞬态方法通常通过针探针进行。
测量热导率的非稳态方法不需要信号来获得恒定值。相反，将信号作为时间的函数进行研究。这些方法的优点是它们通常可以更快地执行，因为不需要等待稳态情况。缺点是对数据的数学分析一般比较困难。
瞬态热线法
导热系数测试仪的瞬态热丝法（THW）是测量气体，液体的热导率非常流行的，准确和精确的技术，固体纳米流体和制冷剂在较宽的温度和压力范围内。该技术基于记录无限长的细垂直金属线在施加阶跃电压时的瞬态温升。电线浸入流体中，可用作电加热元件和电阻温度计。瞬态热线法优于其他热导率方法，因为它有一个完整的理论，没有校准或单点校准。此外，由于测量时间非常短（1 秒），因此测量中不存在对流，并且仅以非常高的精度测量流体的热导率。
学术界使用的大多数 THW 传感器由两根相同的非常细的电线组成，只是长度不同。使用单线的传感器，用于学术界和工业界，与双线传感器相比，其优势在于易于处理传感器和更换电线。
ASTM 标准已发布，用于使用单瞬态热线法测量发动机冷却液。

瞬态平面源法
导热系数测试仪瞬态平面源法利用平面传感器和描述热导率的特殊数学模型，结合电子学，使该方法能够用于测量热传输特性。它涵盖了至少 0.01-500 W/m/K 的热导率范围（符合 ISO 22007-2），可用于测量各种材料，如固体、液体、糊状和薄膜等。 2008 年，它被批准为用于测量聚合物热传输性能的 ISO 标准（2008 年 11 月）。此 TPS 标准还涵盖使用此方法测试各向同性和各向异性材料。
瞬态平面源技术通常采用两半样品，传感器夹在中间。这种方法也可用于单面配置，引入已知的绝缘材料用作传感器支撑。
平面传感器由导电镍 (Ni) 金属的连续双螺旋组成，由薄箔蚀刻而成。镍螺旋位于两层聚酰亚胺薄膜Kapton 之间. Kapton 薄膜为传感器提供电绝缘和机械稳定性。传感器放置在要测量的样品的两半之间。在测量过程中，恒定的电效应通过导电螺旋，增加传感器温度。产生的热量散发到传感器两侧的样品中，其速度取决于材料的热传输特性。通过记录传感器中的温度与时间响应，可以计算材料的热导率、热扩散率和比热容。对于高导电材料，需要非常大的样品（几升体积）。
修正瞬态平面源 (MTPS) 方法
上述方法的一种变体是由Nancy Mathis 博士开发的修正瞬态平面源方法 (MTPS) 。导热系数测试仪使用单面、界面、热反射传感器，向样品施加瞬时、恒定的热源。这种方法与上述传统瞬态平面源技术的区别在于，加热元件支撑在背衬上，背衬提供机械支撑、电绝缘和热绝缘。这种改进提供了一种单面界面测量，在测试液体、粉末、糊状物和固体时提供了最大的灵活性。

修改瞬态线源方法
瞬态线源方法的变体用于测量大块地球的热导率，用于地热热泵(GHP/GSHP) 系统设计。这通常被 GHP 行业称为地面热响应测试 (TRT)。了解地面电导率和热容量对于正确的 GHP 设计至关重要，1983 年 (Mogensen) 首次提出使用 TRT 测量这些特性。现在常用的程序由 Ekl?f 和 Gehlin 于 1996 年引入，现在已获得 ASHRAE 的批准，包括将管环插入地下深处（在井眼中，用已知热特性的灌浆物质填充井眼的环空，加热管回路中的流体，并测量来自钻孔的入口和回流管的回路中的温降。使用线源近似法估计地面热导率 - 在测量的热响应日志上绘制一条直线。此过程需要非常稳定的热源和泵送回路。
目前正在开发更先进的地面 TRT 方法。美国能源部现在正在验证一项新的高级热导率测试，据说该测试所需的时间是现有方法的一半，同时还消除了对稳定热源的要求。这种新技术基于基于多维模型的 TRT 数据分析。
激光闪光法
导热系数测试仪在激光闪光法被用于测量热扩散在厚度方向上的薄的光盘。该方法基于测量薄盘试样背面由正面的短能量脉冲产生的温升。使用参考样品可以实现比热和已知密度的热导率结果如下
时域热反射法
时域热反射是一种可以测量材料热性能的方法，最重要的是热导率。这种方法最适用于薄膜材料，与散装相同材料相比，薄膜材料的特性差异很大。这种技术背后的想法是，一旦材料被加热，表面反射率的变化就可以用来推导出热特性。反射率随时间的变化被测量，并且接收到的数据可以与包含对应于热特性的系数的模型匹配。
DynTIM 方法
DynTIM导热系数测试仪是一种整体热导率测量系统。DynTIM 的工作原理是模拟真实热界面材料的环境参数，使用功率二极管作为加热器或温度传感器元件。[16]由于二极管周围具有强大的隔热层，热量仅通过暴露的冷却片逸出，该片用作热界面材料测量的探针。该方法与 ASTM D5470 标准有相似之处，例如测量不同材料厚度水平的热阻。[17]该系统旨在测量高热导率热界面材料。其对绝缘体测量的适用性较为有限。



频域方法
3ω法
一种用于材料电热表征的流行技术是3ω 方法，其中将薄金属结构（通常是金属丝或薄膜）沉积在样品上，用作电阻加热器和电阻温度检测器(RTD)。加热器由频率为 ω 的交流电流驱动，由于在单个周期内交流信号的振荡，这会导致频率为 2ω 的周期性焦耳热。在样品加热和温度响应之间会有一些延迟，这取决于传感器/样品的热特性。这种温度响应是通过记录来自加热器的交流电压信号在一定频率范围内的幅度和相位延迟来测量的（通常使用锁相放大器）。请注意，信号的相位延迟是加热信号和温度响应之间的滞后。测量的电压将包含基波和三次谐波分量（分别为 ω 和 3ω），因为金属结构的焦耳热会引起其电阻的振荡频率为 2ω，这是由于金属加热器的电阻温度系数(TCR)/传感器，如以下等式所示：
{displaystyle V=IR=I_{0}e^{iomega t}left(R_{0}+{rac {partial R}{partial T}}Delta T ight)=I_{ 0}e^{iomega t}left(R_{0}+C_{0}e^{i2omega t} ight)},
其中C 0是常数。热导率由 ΔT 与 log(ω) 曲线的线性斜率决定。3ω 方法的主要优点是辐射效应最小化，并且比稳态技术更容易获得热导率的温度依赖性。尽管需要一些薄膜图案化和微光刻方面的专业知识，但这种技术被认为是可用的最佳伪接触方法。 (ch23)
频域热线法
导热系数测试仪的瞬态热丝法可以与3ω-方法组合以精确地测量固体和熔融化合物从室温下的热导率高达800℃。在高温液体中，对流和辐射的误差使得稳态和时域热导率测量值差异很大；这在之前对熔融硝酸盐的测量中很明显。通过在频域中操作，可以使用 25 μm 直径的热线测量液体的热导率，同时排除环境温度波动的影响，最大限度地减少辐射误差，并通过保持对流误差最小化探测体积低于 1 μL。
基于独立传感器的 3ω 方法
提出并开发了基于独立传感器的 3ω 技术作为用于热物理特性测量的传统 3ω 方法的候选方法。该方法涵盖了从低温到 400 K 左右的固体、粉末和流体的测定。对于固体样品，该方法适用于大块和数十微米厚的晶片/膜，致密或多孔表面。可以使用选定的传感器分别测量热导率和热扩散率。现在有两种基本形式：线性源独立式传感器和平面源独立式传感器。热物理性质的范围可以通过不同形式的技术覆盖，除了线性源独立式传感器可以达到最高精度的推荐热导率范围为 0.01 至 150 W/m?K 和 500 至 8000 J/m2?K?s0.5 用于平面源独立传感器。
测量装置
导热系数测试仪是宝石学的仪器之一，它利用钻石独特的高导热性来确定宝石是否是真正的钻石。
有关示例，请参阅南京汇诚仪器仪表的热导率测量仪器。