熱阻式熱流計校準方法及其實施裝置的製作方法

2023-06-22 17:02:31 1

專利名稱：熱阻式熱流計校準方法及其實施裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種傳熱技術領域的熱流計校準方法，特別是利用軸嚮導熱原理的熱阻式熱流計校準方法及其實施裝置。
背景技術：
熱流計是用來測試熱流密度的傳感器，目前應用最廣泛的熱流傳感器有兩大類:一種是利用軸嚮導熱原理的熱阻式傳感器，使用溫度通常在200°C以下，熱流密度在2kW/m2以下，用來測試地熱、管道或者壁面的保溫性能和熱量損失，符合國家相應節能測試標準，在節能工作中使用廣泛，也是熱流計最常用的一種應用；另一種是徑嚮導熱原理的圓箔式傳感器，使用溫度較高，熱流密度範圍可達到500kW/m2，主要用於冶金、化工等工業領域的高強度輻射熱流的測試。熱流傳感器在出廠前或使用前都要進行校準，通過校準結果對傳感器的靈敏係數進行調整，靈敏係數是由通過傳感器的熱流密度和輸出電勢決定的。為了確定熱流傳感器的靈敏係數，需要有一個穩定的具有確定方向的一維熱流，其熱流密度的數值能夠準確測定。校準熱流傳感器需要建立穩態的一維熱流場，其熱流密度的數值要求能夠準確給出。防護熱板法是國際上最通用的產生可計算的熱流密度的方法之一，美、英、德等國家都制定有通過防護熱板法來測試絕熱材料導熱係數的國家標準。根據測定熱流密度的方式，校準方法分成絕對法和比較法兩大類。絕對法指的是熱流發生源產生的熱流密度的數值可以通過溯源至其他物理參數(如電流、電壓等)計算出來，從而根據可計算的熱流密度和電勢值得到傳感器的靈敏係數。比較法指的是在形成的一維穩態熱流場內，把被校準的熱流計與標準熱流計的讀數進行比較，從而得到被校準熱流計的靈敏係數的方法。採用比較法的校準裝置結構與採用絕對法的有類似之處，但是熱流密度的計算不是通過對加熱功率的測試得到。在絕對法中，通過將加熱部分的電功率精確計算出來，與加熱面積相除，得到通過試件的熱流密度。這種絕對法應用的前提是，熱流全部是沿與加熱面垂直的方向流動，忽略側面熱量損失。但是在實際應用的時候，由於加熱板本身有一定的厚度，且與環境溫度存在一定溫差，側面熱損往往不能忽略，而側面熱損的量也很難精確計算，對於側面熱損的補償要求很高。所以長期以來，絕對法的推廣應用受到了很大的限制。另外一種是相對法，即採用較高準確度等級的熱流傳感器來標定工作用的熱流傳感器，但是目前因為熱流傳感器本身準確度不高，且沒有定級的國家標準，所以這種方法在國內沒有實際的應用案例。在現有技術文獻中，與熱流計校準方法相關的專利文獻也比較少。

發明內容
本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種熱阻式熱流計校準方法及其實施裝置，可以較少的考慮熱板的側面熱流損失。本發明涉及一種熱阻式熱流計校準方法，包括如下步驟:步驟一，在熱板與冷板之間依次布置導熱係數標準板和熱阻式熱流計，在導熱係數標準板的兩側分別布置溫度傳感器；步驟二，測量導熱係數標準板的厚度及其兩側溫差，根據公式
權利要求
1.一種熱阻式熱流計校準方法，其特徵在於，包括如下步驟:步驟一，在熱板與冷板之間依次布置導熱係數標準板和熱阻式熱流計，在導熱係數標準板的兩側分別布置溫度傳感器；步驟二，測量導熱係數標準板的厚度及其兩側溫差，根據公式f=A.#來計算通過導熱係數標準板的熱流密度，其中q為通過導熱係數標準板的熱流密度，λ為導熱係數標準板的導熱係數，Λ t為導熱係數標準板兩側的溫差，δ—導熱係數標準板的厚度；步驟三，測量熱阻式熱流計的輸出電勢，根據公式C = §來計算熱流計的靈敏係數，其中C為熱阻式熱流計的靈敏係數，Q為通過熱阻式熱流計的熱流密度，E為熱阻式熱流計的輸出電勢。
2.一種實施權利要求1所述熱阻式熱流計校準方法的實施裝置，包括絕熱板(I)、熱板(2)和冷板(3)，冷板(3)的控溫方式為恆溫冷卻水套，其特徵在於，還包括導熱係數標準板(4)和熱阻式熱流計(5)，在絕熱板(I)和冷板(3)之間依次布置熱板(2)、導熱係數標準板(4)和熱阻式熱流計(5)，導熱係數標準板(4)的兩側分別布置溫度傳感器，熱板(2)的加熱元件為聚醯亞胺 電熱膜。
全文摘要
一種傳熱技術領域的熱阻式熱流計校準方法及其實施裝置，包括絕熱板、熱板、冷板、導熱係數標準板和熱阻式熱流計，在絕熱板與冷板之間依次布置熱板、導熱係數標準板、熱阻式熱流計，導熱係數標準板的兩側分別布置溫度傳感器。通過測量導熱係數標準板的厚度及其兩側溫差得到通過導熱係數標準板的熱流密度，根據導熱係數標準板與通過熱阻式熱流計的熱流密度相等原則，以及熱阻式熱流計的輸出電勢，就可以得到熱阻式熱流計的靈敏係數。本發明設計合理，結構簡單，適用利用軸嚮導熱原理的熱阻式熱流計校準方法。
文檔編號G01N25/20GK103196949SQ20131015146
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月26日 優先權日2013年4月26日
發明者葛志松, 蔡萍, 張進明, 穆志君, 周方, 劉曉婧 申請人:上海市計量測試技術研究院