對熱流傳感器精度有影響的三大方面

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(gòu)成熱流計(jì)的最關(guān)鍵器件。熱流傳感器的性能和用途決定了熱流計(jì)的性能和用途。熱流計(jì)是指測定熱流的儀表。熱流是在單位時間內(nèi)流經(jīng)單位面積的熱量，也可把熱流理解為熱能通過單位面積的速率。熱流單位是W/m2。為測量某一局部的熱輻射強(qiáng)度、熱對流強(qiáng)度、熱傳導(dǎo)強(qiáng)度或總的傳熱速率，常采用熱流計(jì)。

熱阻式（熱電堆式熱流傳感器或稱溫度梯度型熱流傳感器）是應(yīng)用最普遍的一類熱流傳感器。這類傳感器的原理是：當(dāng)有熱流通過熱流傳感器時，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傳感器的熱流密度，設(shè)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疊加，信號大能反映多個信號的平均特性。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(jì)作為熱流計(jì)的關(guān)鍵性一次敏感元件，其測量結(jié)果的準(zhǔn)確性是熱流計(jì)可否信賴的關(guān)鍵。因此熱流傳感器在出廠前或使用一段時間后都要進(jìn)行標(biāo)定。另外，熱流傳感器在使用時，常常是粘貼在被測物體和表面或者埋沒在被測物體的內(nèi)部，這都會影響被測物體原有的傳熱狀況，為了對這個影響有一個準(zhǔn)確的估計(jì)，就必須知道熱流傳感器自身的熱阻等性能，這也要在標(biāo)定過程中加以確定。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(nèi)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(dǎo)模式：熱傳導(dǎo)，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(nèi)部，它直接測試由熱傳導(dǎo)產(chǎn)生的熱傳輸。用熱電偶測試溫度的不同，穿過的熱流能被直接測。

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(wěn)定時間有著非常大的影響。粘貼越緊密，穩(wěn)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間，提高測量精度。導(dǎo)熱膠（導(dǎo)熱硅脂）的應(yīng)用，為解決這個問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(dāng)熱流傳感器厚度為0.1mm時，被測物表面熱流穩(wěn)定非?？?，從開始到穩(wěn)定只用了約0.5s的時間，通過熱流傳感器的熱流值與實(shí)際值相差2.92%。當(dāng)熱流傳感器厚度增加到1mm時，穩(wěn)定時間達(dá)到了8s，為原來的16倍，熱流值的偏差達(dá)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，使通過熱流傳感器的熱流值產(chǎn)生了較大偏移。

熱流傳感器邊長對熱流測量精度的影響：熱流傳感器邊長的改變并沒有給熱流的穩(wěn)定時間造成太大影響，卻給穩(wěn)定值帶來較大的偏差。邊長從5mm變成10mm時，穩(wěn)定熱流值減小了8.4%，與實(shí)際值相差6.51%；邊長從10mm變?yōu)?0mm時，熱流減小了4.3%，與實(shí)際值相差1.94%；邊長從20mm變?yōu)?0mm時，熱流僅僅減小了0.4%，已經(jīng)和真實(shí)值基本重合。這說明，熱流傳感器邊長越長，穩(wěn)定值越準(zhǔn)確，且邊長一定存在著一個最優(yōu)值。這個最優(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(zhǔn)確性。從本文的計(jì)算來看，這個最優(yōu)值約為20mm。當(dāng)被測物表面近似認(rèn)為半無限大時，20mm可能是測量精度和熱流傳感器尺寸的最佳結(jié)合點(diǎn)。