熱阻式熱流傳感器的使用方法和影響測(cè)量精度的因素
熱阻式熱流傳感器可用于導(dǎo)熱，對(duì)流和輻射熱流的測(cè)量。對(duì)于對(duì)流和輻射同時(shí)存在的加熱環(huán)境，需要事先確定熱阻式熱流傳感器的表面輻射特性，必要時(shí)要利用輻射計(jì)測(cè)出輻射熱流。
在進(jìn)行實(shí)際熱流測(cè)量之前，需要對(duì)熱阻式熱流傳感器進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定的內(nèi)容包括響應(yīng)靈敏度和響應(yīng)時(shí)間。采用輻射加熱標(biāo)定方法時(shí)，必須要考慮輻射源波長(zhǎng)分布對(duì)標(biāo)定結(jié)果的影響。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)以后，熱流傳感器的響應(yīng)特性有可能發(fā)生變化，熱阻式熱流傳感器需要定期進(jìn)行重新標(biāo)定。
為了滿足一維傳熱的理論假設(shè)，確保足夠快的響應(yīng)時(shí)間，熱阻式熱流傳感器的熱阻層都比較薄，因此熱阻層兩側(cè)的溫差都比較小。采用熱電堆可以使信號(hào)放大，但是在熱流很小的情況下，還是需要增加相應(yīng)的信號(hào)放大變送裝置，并使放大變送裝置遠(yuǎn)離試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，避免引入干擾電信號(hào)。
熱阻式熱流傳感器是一種瞬態(tài)熱流傳感器，可以用于快速變化的熱流環(huán)境。在脈沖式風(fēng)洞中進(jìn)行熱流測(cè)量時(shí)，由于試驗(yàn)時(shí)間很短，傳感器基底材料的熱沉足以使感應(yīng)面溫度處于一定的溫度范圍內(nèi)，避免傳感器的損壞。對(duì)于熱流較高，試驗(yàn)時(shí)間有較長(zhǎng)的情況，傳感器周圍需要考慮設(shè)計(jì)水冷結(jié)構(gòu)，對(duì)熱阻層基底進(jìn)行冷卻。
高溫薄膜熱阻式熱流傳感器在惡劣環(huán)境中使用多次后，需要對(duì)連接柱和感應(yīng)面信號(hào)輸出接頭之間的薄膜連接線重新進(jìn)行沉積。
利用熱阻式熱流傳感器測(cè)量模型表面熱流，無(wú)論采取哪種形式，由于傳感器與模型本體材料的熱物性（導(dǎo)熱系數(shù)、比熱等）的差異，以及傳感器安裝造成的幾何不連續(xù)性，都會(huì)改變模型的溫度分布，導(dǎo)致模型內(nèi)部的傳熱發(fā)生變化。由于傳感器材料和模型材料熱物性之間的差異，在緊鄰傳感器的模型表面與傳感器表面之間會(huì)存在較大的溫度梯度，引起側(cè)向傳熱。因此減小熱阻式熱流傳感器對(duì)測(cè)試表面的局部熱環(huán)境干擾，對(duì)準(zhǔn)確測(cè)量模型表面熱流十分重要。
首先，傳感器的厚度要盡可能小，減少幾何形狀對(duì)氣動(dòng)加熱影響，同時(shí)減小模型表面與傳感器表面之間的溫度梯度。
第二，傳感器材料必須能夠承受壁面溫升。如果傳感器與周圍壁面的冷卻效果不一致，會(huì)導(dǎo)致表面溫度存在較大差異，不可能獲得很好的測(cè)量結(jié)果。
第三，傳感器熱阻層和基底材料熱物性應(yīng)該與周圍模型材料匹配，使熱流傳感器表面溫度與壁面溫度相近，減小側(cè)向傳熱。
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