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什么是热流量传感器？ 怎么测试？单位是什么？
文章出处：未知人气：发表时间：2017-08-08 09:09:50
热流传感器是测量热传递(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。热流传感器的性能决定了热流计的用途。
依据原理: 热阻式，圆箔式，塞式(热容式)，辐射式等
依据制造工艺: 线绕式，半导体式，超薄(薄膜)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: 传导热流，辐射热流，对流热流
依据测量对象(用途): 表面，管道，辐射，地热，火焰等
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)
依据冷却方式: 自然，水冷
单位：Btu/(ft2.s)
换算：100W/cm2=88.055Btu/(ft2.s)
Btu British thermal unit 英美等国采用的热量计量单位
标称：将1lbf的纯水温度升高1°F所需的热量
传感器
测量 形式 特点和用途
热传导或热损失 接触式，埋入安装 小的埋孔和接触热阻，导热系数尽可能一致，厚度越薄越好。用于固体中传导热流的测量，也可以用于比较法导热系数的测定装置
热传导或热损失 接触式，表面贴装 厚度要薄(不破坏热流场)，小的热阻，表面辐射系数尽可能一致。用于固体散热损失(包括对流和辐射)，水冷面的对流传热测量
热传导或热损失 接触式，空间安装 垂直对准无须接触，不破坏热流场，用于辐射传热的测量
热流分布 纯辐射式 消除对流和其它影响，测量纯辐射热流。用于(工业炉窑内)热流分布的测量
热流分布 全热流式 测量对流和辐射热流之和。用于(工业炉窑内)热流分布的测量
流体输送 热量计 测量流体流量和流体热焓值的乘积。用于测量流体输送过程中的热量
瞬态变化 热容式，温度变化式 利用温度变化来测量。用于航空航天和军工等测量瞬态变化很大的热流量及其它特殊要求的场合
举例说明，经典的热流传感器
Gardon辐射热流传感器是经典的辐射热流传感器，广泛应用于地面和飞行航空试验、火灾试验、可燃性试验热流标准、传热研究、材料开发和窑炉开发。
Gardon辐射热流传感器标配测量量程5~4000Btu/(ft2.s)
Gardon辐射热流传感器可选配置：包括四种安装配置、水冷或用于传感器体温度测量的热电偶。在工作温度超过400°F时，应选择水冷。
Gardon辐射热流传感器得益于精巧的设计、坚固的结构和安装的方便性，Gardon辐射热流传感器能够在各种应用中可靠、直接测量热流。每个传感器能够在设计热流水平上自产生10mv（标称）的输出。Gardon辐射热流传感器可以极高分辨率连续读取0~150%设计热流。线性传感器输出与传感器吸收的净热流成正比。
Gardon辐射热流传感器的特点：
* 线性输出
* 输出与热流成正比
* 准确、坚固、可靠
* 便于安装
* 非水冷式、水冷式、吹气式
* 辐射热流传感器和限制视角附件
* 测量总热流
* 测量辐射热流
标准量程：4000，3000，2500，2000，1500，1000，500，250，200，100，50，30,25，20，15，10，5，2，1，0.5，0.2 Btu/(ft².s)。（可定制量程）
输出信号：线性输出，10 mv标称@全量程。
最高容许传感器体温度：400 °F。
过量程能力：150%量程，2-1000 Btu/(ft².s)时。
最大非线性：±2%全量程。
重复性：±1/2%
校准扩展不确定度：量程~250Btu/(ft².s)时为±3%，包含因子k=2（对于约95%的置信水平）。
Gardon辐射热流传感器的其他技术参数：
在多灰环境中使用时，Gardon辐射热流传感器应采用吹气。MEDTHERM吹气装置通过严格的NASA 性能测试（富燃料氧乙炔火焰近距离朝向视窗）。
Gardon辐射热流传感器的标准视窗材料为蓝宝石，也可选择其它材料。Gardon辐射热流传感器的标准视角：90°、120°和150°
Gardon辐射热流传感器的时间常数：（对阶跃辐射热输入的63.2%响应）
250~4000 Btu/(ft2.s)：<50 ms。
50~200 Btu/(ft2.s)：<100 ms。
2~30 Btu/(ft2.s)：<250 ms。
Gardon热流传感器64系列的结构：
准确、坚固、可靠的圆箔式和塞式传感器。
OFHC铜质体，确保长传感器寿命和信号稳定性。
不锈钢法兰（如配备），便于安装。
采用焊接接头、铜丝编织屏蔽绞线、Teflon绝缘材料以及应力释放，防止受损和寄生信号，从而确保信号完整性。
Schmidt Boelter（塞式）热流传感器与Gardon热流传感器具有互补性，选择Schmidt Boelter（塞式）热流传感器的考虑主要是基于：1、对流热流是测量的重点；2、Gardon热流传感器的最小范围是0-5W/cm2，如果热流量小于这个范围就要考虑用Schmidt-Boelter热流传感器了。Schmidt Boelter（塞式）热流传感器通用的测量范围为：0.2~4 Btu/(ft2.s)
Schmidt Boelter（塞式）热流传感器的特点：
* 线性输出
* 输出与热流成正比
* 准确、坚固、可靠
* 便于安装
* 非水冷式、水冷式、吹气式
* 辐射热流传感器和限制视角附件
* 测量总热流
* 测量辐射热流
Schmidt Boelter（塞式）热流传感器的结构：
准确、坚固、可靠的圆箔式和塞式传感器。
OFHC铜质体，确保长传感器寿命和信号稳定性。
不锈钢法兰（如配备），便于安装。
采用焊接接头、铜丝编织屏蔽绞线、Teflon绝缘材料以及应力释放，防止受损和寄生信号，从而确保信号完整性。
标准安装配置包括平滑表面 ，带法兰；螺纹表面 ，带法兰；平滑表面，无法兰；螺纹表面，无法兰。所有法兰直径为1.73"，安装孔直径0.150"，均匀排布在1.375"直径的螺栓圆周上。水冷管（如配备）和吹气管直径为1/8"SST。所有管路长4"。（可定制其它直径、长度和装配）。所有螺纹规格为1-12UNF-2A。
Schmidt Boelter（塞式）热流传感器的规格：
标准量程：0.2~4 Btu/(ft2.s)。（可定制量程）
输出信号：线性输出，10 mv标称@全量程。
最高容许传感器体温度：400 °F。
过量程能力：150%量程，2-1000 Btu/(ft2.s)时。
最大非线性：±2%全量程。
重复性：±1/2%
校准扩展不确定度：量程~250Btu/(ft2.s)时为±3%，包含因子k=2（对于约95%的置信水平）。
时间常数：（对阶跃辐射热输入的63.2%响应）
250~4000 Btu/(ft2.s)：<50 ms。
50~200 Btu/(ft2.s)：<100 ms。
2~30 Btu/(ft2.s)：<250 ms。
传感器类型：（标准，可定制）
0.2~4 Btu/(ft2.s)：塞式（5~100 Btu/(ft2.s)量程可定制）。
标称阻抗（带标准导线）：塞式热流传感器：<250?。
非水冷传感器吸热性：在达到400 °F的最高传感器体温度前，传感器可吸收的热能：
非水冷式传感器：6.2 Btu
水冷式传感器但无水时：4.2 Btu
可选附件
可拆卸视窗附件（标配蓝宝石或可选视窗材料），可使基本型传感器仅测量辐射热流。
视角限制器附件，可使基本型传感器用于150°、120°、90°、60°、30°、15°、或7°窄视角测量。
在多灰环境中使用时，Gardon辐射热流传感器应采用吹气。MEDTHERM吹气装置通过严格的NASA 性能测试（富燃料氧乙炔火焰近距离朝向视窗）。
Gardon辐射热流传感器的标准视窗材料为蓝宝石，也可选择其它材料。Gardon辐射热流传感器的标准视角：90°、120°和150°
Gardon辐射热流传感器的时间常数：（对阶跃辐射热输入的63.2%响应）
250~4000 Btu/(ft2.s)：<50 ms。
50~200 Btu/(ft2.s)：<100 ms。
2~30 Btu/(ft2.s)：<250 ms。
Gardon热流传感器64系列的结构：
准确、坚固、可靠的圆箔式和塞式传感器。
OFHC铜质体，确保长传感器寿命和信号稳定性。
不锈钢法兰（如配备），便于安装。
采用焊接接头、铜丝编织屏蔽绞线、Teflon绝缘材料以及应力释放，防止受损和寄生信号，从而确保信号完整性。
沪公网安备 31011402003414号