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1、一、概述,热流计（Heat Flow Calorimeter）热流计也称热通量计，是热能转移过程的量化检测仪器，是用于测量热传递过程中热迁移量的大小、评价热传递性能的重要工具。热流计的构成 热流传感器、显示仪表及联接导线组成。,手持式热流计,热流传感器 测量热传递（热流密度或热通量）的基本工具，是构成热流计的最关键器件,热流传感器的性能和用途决定了热流计的性能和用途。,辐射热流传感器 超薄热流传感器,土壤热流传感器 高温热流传感器,二、分类,依据原理：热阻式，圆箔式，辐射式等 依据制造工艺：线绕式，半导体式，超薄式等 依据工作温度：普通（小于200），高温（最高可达1900）依据传热方式：传导
2、热流，辐射热流，对流热流 依据安装方式：接触，非接触（空间）依据响应时间：稳态，瞬态（快速响应）,1、工作原理 当壁体上有传热存在时，紧贴在壁面上的薄板传感器上形成一维导热，传感器热阻层两侧表面上产生温度梯度，根据傅立叶定律可以得到通过热流传感器的热流密度为：,三、热阻式热流传感器,三、热阻式热流传感器,若热流传感器的两侧平行壁面各保持均匀稳定的温度，热流传感器的高度与宽度远远大于其厚度，则可以认为沿高度和宽度方向温度没有变化，而仅仅沿着厚度方向变化，对于一维稳定导热，可将上式写为：,式中-两等温面温差-两等温面之间的距离,三、热阻式热流传感器,由之前的式子可知，如果热流传感器的材料和尺寸确定
3、，那么只要测出热流传感器两侧的温差，即可以得到热流密度。使用不同的材料制成热阻层，以不同的方式测量温差，就能做成不同机构的热阻式传感器。如果采用热电偶测量上述温差，其热电势与温差成线性关系时，其输出热电势与温差成正比，则通过热流传感器的热流为：,三、热阻式热流传感器,式中，C-热流传感器系数 C-热电偶系数 E-热电势,（1）按热阻值：高热阻型 精度高，附加热阻和时间延迟大，适用厚壁稳态热流测量；低热阻型 反应灵敏，测温误差相对误差大，适合于动态热流测量。（2）按测温方式：热电偶（热电堆）和热电阻（或热敏电阻）。（3）按力学性能：硬平板式和可挠式。,2.热阻式热流传感器类型：,热电阻热流传感器
4、1-热阻层；2-薄膜热电阻,硬平板式 可挠式,3.热阻式热流计的安装热流传感器的安装方法：埋入式、表面粘贴式和空间辐射式,热流传感器的安装方法 1-埋入式 2-表面粘帖式 3-空间辐射式,热流传感器在壁面和管道上的安装方法1-平板热流传感器 2-被测物体表面 3-可挠型热流传感器 4-保温层 5-管道,四、测量精度的影响因素,1、热流传感器与被测物粘贴紧密程度对热流测量精度的影响 粘贴越紧密，稳定越快，测量偏差越小；反之，测量偏差越大。因此，在瞬态热流传感器的使用过程中，要尽量保证热流热流传感器能够紧密地粘贴被测物体，这样才能减少测量时间，提高测量精度。导热胶（导热硅脂）的应用，为解决这个问题
5、提供了非常好的条件。,四、测量精度的影响因素,2、热流传感器厚度对热流测量精度的影响 当热流传感器厚度为0.1mm时，被测物表面热流稳定非常快，从开始到稳定只用了约0.5s的时间，通过热流传感器的热流值与实际值相差2.92%。当热流传感器厚度增加到1mm时，稳定时间达到了8s，为原来的16倍，热流值的偏差达到了6.26%。这主要是由于热流传感器厚度的增加，加大了热流传感器引入的热阻，使通过热流传感器的热流值产生了较大偏移。,四、测量精度的影响因素,3、热流传感器边长对热流测量精度的影响 热流传感器边长的改变并没有给热流的稳定时间造成太大影响，却给稳定值带来较大的偏差。边长从5mm变成10mm时，稳定热流值减小了8.4%，与实际值相差6.51%；边长从10mm变为20mm时，热流减小了4.3%，与实际值相差1.94%；边长从20mm变为30mm时，热流仅仅减小了0.4%，已经和真实值基本重合。这说明，热流传感器边长越长，稳定值越准确，且边长一定存在着一个最优值。这个最优值既能保证热流传感器尽可能小，又能保证所测热流的准确性。,THE END,
