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熱流傳感器是測量熱傳遞（熱流密度或熱通量）的基本工具，是構成熱流計的最關(guān)鍵器件。熱流傳感器的性能和用途決定了熱流計的性能和用途。熱流計是指測定熱流的儀表。熱流是在單位時(shí)間內流經(jīng)單位面積的熱量，也可把熱流理解為熱能通過(guò)單位面積的速率。熱流單位是W/m2。為測量某一局部的熱輻射強度、熱對流強度、熱傳導強度或總的傳熱速率，常采用熱流計。 
熱阻式（熱電堆式熱流傳感器或稱(chēng)溫度梯度型熱流傳感器）是應用最普遍的一類(lèi)熱流傳感器。這類(lèi)傳感器的原理是：當有熱流通過(guò)熱流傳感器時(shí)，在傳感器的熱阻層上產(chǎn)生了溫度梯度，根據付立葉定律就可以得到通過(guò)傳感器的熱流密度，設熱流矢量方向是與等溫面垂直。為了提高熱流傳感器的靈敏度，需要加大傳感器的輸出信號，因此就需要將眾多的熱電偶串聯(lián)起來(lái)形成熱電堆，這樣測量的熱阻層兩邊的溫度信號是串連的所有熱電偶信號的逐個(gè)疊加，信號大能反映多個(gè)信號的平均特性。熱電堆是熱阻式熱流傳感器的核心元件，也是其他輻射式熱流傳感器的核心元件。
熱流傳感器計作為熱流計的關(guān)鍵性一次敏感元件，其測量結果的準確性是熱流計可否信賴(lài)的關(guān)鍵。因此熱流傳感器在出廠(chǎng)前或使用一段時(shí)間后都要進(jìn)行標定。另外，熱流傳感器在使用時(shí)，常常是粘貼在被測物體和表面或者埋沒(méi)在被測物體的內部，這都會(huì )影響被測物體原有的傳熱狀況，為了對這個(gè)影響有一個(gè)準確的估計，就必須知道熱流傳感器自身的熱阻等性能，這也要在標定過(guò)程中加以確定。這里不得不提一下由工采網(wǎng)從國外進(jìn)口的熱流傳感器 - MF180和熱流傳感器 - MF180M，這兩款質(zhì)量突出的熱流傳感器。這兩款熱流傳感器適合材料內部的熱流的直接測，也適合制冷劑的輻射流的測量 。測試原理 有三種熱傳導模式：熱傳導，熱輻射和熱流。如果熱流傳感器安置在材料的表面，它將測試這三種模式熱 的總和。如果傳感器安置在材料的內部，它直接測試由熱傳導產(chǎn)生的熱傳輸。用熱電偶測試溫度的不同，穿過(guò)的熱流能被直接測。 熱流傳感器與被測物粘貼緊密程度對熱流測量精度的影響： 熱流傳感器與被測物粘貼的緊密程度，對熱流的穩定時(shí)間有著(zhù)非常大的影響。粘貼越緊密，穩定越快，測量偏差越��；反之，測量偏差越大。因此，在瞬態(tài)熱流傳感器的使用過(guò)程中，要盡量保證熱流熱流傳感器能夠緊密地粘貼被測物體，這樣才能減少測量時(shí)間，提高測量精度。導熱膠（導熱硅脂）的應用，為解決這個(gè)問(wèn)題提供了非常好的條件。 熱流傳感器厚度對熱流測量精度的影響：當熱流傳感器厚度為0.1mm時(shí)，被測物表面熱流穩定非�？�，從開(kāi)始到穩定只用了約0.5s的時(shí)間，通過(guò)熱流傳感器的熱流值與實(shí)際值相差2.92%。當熱流傳感器厚度增加到1mm時(shí)，穩定時(shí)間達到了8s，為原來(lái)的16倍，熱流值的偏差達到了6.26%。這主要是由于熱流傳感器厚度的增加，加大了熱流傳感器引入的熱阻，使通過(guò)熱流傳感器的熱流值產(chǎn)生了較大偏移。 熱流傳感器邊長(cháng)對熱流測量精度的影響：熱流傳感器邊長(cháng)的改變并沒(méi)有給熱流的穩定時(shí)間造成太大影響，卻給穩定值帶來(lái)較大的偏差。邊長(cháng)從5mm變成10mm時(shí)，穩定熱流值減小了8.4%，與實(shí)際值相差6.51%；邊長(cháng)從10mm變?yōu)?/font>20mm時(shí)，熱流減小了4.3%，與實(shí)際值相差1.94%；邊長(cháng)從20mm變?yōu)?/font>30mm時(shí)，熱流僅僅減小了0.4%，已經(jīng)和真實(shí)值基本重合。這說(shuō)明，熱流傳感器邊長(cháng)越長(cháng)，穩定值越準確，且邊長(cháng)一定存在著(zhù)一個(gè)最優(yōu)值。這個(gè)最優(yōu)值既能保證熱流傳感器盡可能小，又能保證所測熱流的準確性。從本文的計算來(lái)看，這個(gè)最優(yōu)值約為20mm。當被測物表面近似認為半無(wú)限大時(shí)，20mm可能是測量精度和熱流傳感器尺寸的最佳結合點(diǎn)。 |
