熱通量傳感器熱分析儀的應(yīng)用原理
熱通量傳感器熱分析儀的應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)率和定壓比的兩者及應(yīng)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?、鄹綦x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(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(dāng)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(yīng)用
一是,用于材料熱傳導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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"。