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熱通量傳感器熱分析儀的應用原理

點擊次數(shù):621 更新時間:2022-08-10

熱通量傳感器熱分析儀的應用原理

一、概述

熱電偶作為常用的一種測溫儀。它是通過測量過程中,冷端與熱端形成溫差確定。該熱感應測溫儀------熱通量傳感器,是數(shù)個熱電偶串聯(lián)起來的熱電堆,以熱電堆溫度差勢來感應分析熱流。目前,在新材料研制上,一般它安裝測量只可在材料表面進行,而直接將熱通量傳感器埋入爐壁內(nèi)部,獲取內(nèi)部測試數(shù)據(jù)則受到限制。

二、討論內(nèi)容

熱通量熱分析儀在材料表面安裝使用;

熱通量失真導致誤差的影響因素;

解決失真誤差的途徑

熱通量熱分析儀對熱導率和定壓比的兩者及應用方法

三、具體分析

表面安裝,研究分析表明:傳感器存在兩個特性:一是“邊緣泄漏";二是熱通量指示低于一維熱通量,且低于未經(jīng)失真的熱通量。因失真引起的誤差,必須考慮影響因素包括,①熱阻②傳感器大小③隔離層尺寸。此外,熱通量熱分析儀無法避免周圍環(huán)境的影響,如周圍介質(zhì)的輻射換熱和對流換熱等,還應避免陽光直射。

其中,熱阻分為傳感器與壁面接觸電阻、傳感器本身熱阻、環(huán)境熱交換(即對流和輻射)引起的熱阻。通過有關(guān)理論公式,為減少誤差,應盡量選取較薄傳感器,減少接觸電阻;

傳感器尺寸,經(jīng)試驗證明,迎選擇薄的、高傳導材料可有效降低傳感器電阻;

隔離層大小,也是一種有效減小熱通量熱分析儀的測量誤差。由大量實驗數(shù)據(jù)表面,合理選擇隔離層大小,適當加大熱電堆寬度對測量有利,可獲得傳感器較大傳輸信號。

四、熱通量熱分析儀應用

一是,用于材料熱傳導率的測量,以樣品在冷熱平面測試板之間的溫差,結(jié)合有關(guān)公式可計算出材料熱傳導率。

二是,用于定壓比熱測量,常與各類熱分析儀,測量出材料熱特性參數(shù)——定壓比熱。

五、熱分析儀傳感器結(jié)構(gòu)對誤差影響

該熱通量熱分析儀的敏感元件是熱電堆,由高傳導率金屬,熱偶材料和銅—康銅等組成,其冷端與熱端分別位于靠近傳感器的兩個表面方向。由于采用的熱電堆溫度分布不均勻,造成的每一支熱偶冷熱端會形成一個附加電壓信號,引起熱通量失真,稱為“微觀失真"。


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