熱流傳感器是測(cè)量熱傳遞(熱流密度或熱通量)的基本工具,是構(gòu)成熱流計(jì)的關(guān)鍵器件,用金屬絲先在眾多的絕緣板條上繞線圈,然后將此金屬絲線圈的一半鍍上另一種金屬(如銅),在絕緣板條的兩面形成眾多串聯(lián)的熱電偶一即串聯(lián)的熱電偶線圈一銅的交接點(diǎn)形成熱電偶的冷、熱節(jié)點(diǎn)(熱電堆)。
多個(gè)熱電堆再焊接串聯(lián)或并聯(lián)后,平鋪粘結(jié)在兩平面絕緣保護(hù)硅膠板間形成傳感器。它分為接觸式與非接觸式的,接觸式傳感器測(cè)量傳導(dǎo)熱流,對(duì)流熱流,輻射熱流;非接觸式傳感器主要測(cè)量輻射熱流,對(duì)流熱流。
傳感器的分類以及工作原理解析:
1、接觸式傳感器應(yīng)用時(shí)要貼在,或埋在被測(cè)物中,例如建筑材料熱流測(cè)量,管道熱流測(cè)量,鍋爐熱流測(cè)量,皮膚熱流測(cè)量等,這類傳感器的選擇主要看應(yīng)用場(chǎng)合,決定測(cè)量溫度,傳感器大小。例如:微型傳感器主要用于生物醫(yī)學(xué),生理學(xué),動(dòng)物熱損失,電廠等。高精度高溫傳感器由陶瓷高溫材料制成,配不銹鋼外殼,可測(cè)量、記錄和控制環(huán)境(例如; 窯壁、爐管、核能發(fā)電機(jī)等)的熱流。
2、非接觸傳感器與被測(cè)物等有一定距離,測(cè)量輻射熱流及對(duì)流熱流;這種一般又分為總熱流傳感器,與輻射傳感器。傳感器包括輻射熱流及對(duì)流熱流;輻射傳感器僅測(cè)量輻射熱流,一般是在總熱流傳感器加裝窗口,屏蔽掉對(duì)流熱流。
從制作原理上,傳感器廣泛應(yīng)用于地面和飛行航空試驗(yàn)、火災(zāi)試驗(yàn)、可燃性試驗(yàn)熱流標(biāo)準(zhǔn)、傳熱研究、材料開(kāi)發(fā)和窯爐開(kāi)發(fā)。
當(dāng)有熱流通過(guò)傳感器時(shí),在傳感器的熱阻層上產(chǎn)生了溫度梯度,根據(jù)付立葉定律就可以得到通過(guò)傳感器的熱流密度,當(dāng)用一對(duì)熱電偶測(cè)量溫差 時(shí),這個(gè)溫差是與熱流密度成正比的,溫差的數(shù)值也與熱電偶產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的大小成正比例,因此測(cè)出溫差熱電勢(shì)就可以反映熱流密度的大小。
為了提高傳感器的靈敏度,需要加大傳感器的輸出信號(hào),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(cè)量的熱阻層兩邊的溫度信號(hào)是串連的所有熱電偶信號(hào)的逐個(gè)疊加,信號(hào)大能反映多個(gè)信號(hào)的平均特性。熱電堆是熱阻式傳感器的核心元件,也是其他輻射式傳感器的核心元件。