TLS 在現實生活中使用的案例
TLS 方法已經對各個行業有著顯著的影響，上一章節我們討論了TLS的基礎原理以及優點，因此本章將以下幾種多樣化應用的範例進行介紹:
1. 建築能源效率：2018 年，P.F.G. 的一項研究期間。 Banfill 是一種 TLS 探頭，用於透過瞬態線源法計算石牆的導熱係數。根據這些信息，研究小組可以確定有多少熱量通過舊建築的牆壁逸出。
2. 道路安全：在 Byzyka、Rahman 和 Chamberlain 2018 年的一項研究中，使用 TLS 方法來確定瀝青板的導熱率。他們的結果表明，導熱係數受到板中氣穴存在的顯著影響。對於承包商來說，了解這一點很重要，因為坑洞連接處的溫度不足會導致瀝青無法正確黏合和沈降不充分，造成道路危險。
3. 太空探索：TLS 方法非常有效，以至於 NASA 已使用它來測量火星的熱特性。 2008 年 5 月，美國太空總署將其鳳凰號登陸器發射到火星，利用瞬態線法用熱導率探測器對空氣和土壤進行測量。由於氣候寒冷，著陸器在地球上漫遊，透過 TLS 方法進行熱導率測量六個月，然後停止運作。
4. 食品科學：雀巢或聯合利華等食品製造商使用 TLS 方法來優化各種食品的加工溫度和儲存條件，最大限度地減少腐敗並確保食品安全。此外，數據有助於設計高效的食品加工設備，確保一致的產品品質並最大限度地減少能源消耗。
5. 藥品製造：輝瑞或默克等製藥公司利用 TLS 方法確保藥品生產關鍵階段的熱條件一致，從而維持產品品質和功效。它透過防止熱降解來幫助確保藥品的品質、功效和安全性。
6. 地熱能源勘探：地熱能源公司使用 TLS 方法來幫助繪製地下 TC 剖面圖、識別潛在的地熱儲層、優化佈局和設計以實現高效熱量提取，以及評估地熱專案的可行性和潛在能源輸出。
7. 建築業：材料製造商和建築公司使用 TLS 方法以令人難以置信的精度測量絕緣材料的 TC。他們評估不同隔熱類型的有效性，並優化建築隔熱策略，以實現最大程度的節能和熱舒適度。
8. 電子設備最佳化：電子製造商採用 TLS 方法來表徵半導體、散熱器和封裝材料等電子元件的 TC。他們利用這些資訊來優化設備的散熱設計，以防止過熱並確保可靠的性能。此外，收集的數據有助於開發用於先進電子應用的具有優異熱性能的新材料。
瞬態線源(TLS)測量的最佳實踐
若要使用 TLS 方法獲得準確可靠的結果，請遵循以下基本準則：
■ 探頭選擇：選擇適合材料類型、溫度範圍和所需測量深度的探頭。考慮材料成分、預期溫度範圍和測量點深度等因素。
■ 樣品製備：必須確保樣品均勻且沒有任何氣穴或其他可能影響測量的不規則現象。這可能需要透過去除氣穴、填充空隙或確保探針插入的光滑表面來對樣品進行預處理。
■ 水分控制：水分蒸發或冷凝會影響結果的重複性。如果需要精確的濕度控制，請考慮使用保鮮膜或類似方法，以盡量減少測量過程中的濕度波動。
■ 溫度平衡：如果樣品已在烘箱或環境室中預熱或冷卻，則在測量前留出足夠的時間返回環境溫度，以確保準確的熱導率讀數。
■ 接觸電阻最小化：感測器和樣品之間的任何氣隙都會引入接觸電阻，特別是對於不均勻或固體材料。為了最大限度地減少這種影響，請確保探頭緊密貼合，並在插入前塗上導熱膏，特別是對於鑽孔或不平坦的樣品。
■ 資料收集：按照製造商的說明進行正確的探頭放置、資料收集和分析程序，包括遵循建議的資料收集時間並利用適當的軟體進行準確計算。
■ 校準：定期校準 TLS 設備以保持測量精度並確保結果的可靠性和一致性。
遵循這些最佳實踐可以最大限度地提高瞬態線源測量的有效性和可靠性，從而獲得準確且值得信賴的熱導率數據。
結論
瞬態線源 (TLS) 方法可有效測量各種樣品的絕對熱導率和電阻率，包括土壤、混凝土和聚合物。與其他方法相比，此方法的顯著優點之一是測試時間快、便攜性以及測試多孔和潮濕材料的能力。了解和理解材料的導熱性使人們能夠在日常生活中使用的物品中實現最佳性能。
TLS 方法簡單可靠，在建築、能源和環境產業有著無窮無盡的應用。隨著對準確熱導率數據的需求不斷增長，TLS 方法有望在各個領域的材料選擇、製程優化和技術進步中發揮至關重要的作用。經常問的問題:
1. 什麼是瞬態線源？
瞬態線源 (TLS) 是一種測量熱導率的方法。其工作原理是將針（探針）完全浸入樣品中並加熱一定時間。在此期間，定期、恆定的時間間隔讀取溫度讀數。完成後，在冷卻期間以相同的時間間隔讀取溫度讀數。然後根據獲得的溫度數據計算熱導率。
2. 什麼是瞬態測量？
瞬態分析評估系統如何隨時間響應邊界條件。它涉及確定隨時間變化的溫度和其他熱量。因此，與穩態熱分析不同，瞬態測量的時間非常重要。
3. 靜態分析和瞬態分析有什麼不同？
瞬態分析涉及作為時間函數的測量，而靜態分析則顯示單一時間點的測量。穩態方法要求樣品和參考件在測量開始前處於熱平衡。瞬態方法不需要滿足此規則，因此可以更快地提供結果。
(English version)
參考資料
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