CN104215658A - 一种高温导热标定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种高温导热标定方法及装置，所述高温导热标定方法包括：将热流计与一带测温点的电加热片的其中一面贴合，并将所述电加热片其余各面进行隔热；测量所述热流计的输出电压E、直径D、内部温度T_b、电加热功率P和所述电加热片接触面上的温度T_h；根据以下公式计算以获取所述热流计的热流灵敏度a和温差灵敏度b：上述技术方案具有如下有益效果：提出了一种同时标定热流计的热流灵敏度和温差灵敏度的高温导热稳态标定技术方案。

Description

一种高温导热标定方法及装置

技术领域

本发明涉及热流领域，尤其涉及一种高温导热标定方法及装置。

背景技术

目前针对热流计的标定方法主要有辐射法、对流法和导热法，其中导热法又分稳态方法和瞬态方法。辐射法标定代价高昂并且操作时间长，而且不能同时标定温差灵敏度。对流法装置相对复杂。而对于响应时间较长的水冷型高温热流计而言，瞬态方法不易操作。因此稳态导热法是大批量快速标定热流计的可行方法。通常的稳态导热法由于加热器本身较大，因此需要在热源周围放置防护补偿加热器及其控制单元，显得比较笨重而操作不便。而且由于热源本身热惯性较大，标定时达到稳定的弛豫时间也较长，导致总的操作时间较长。而且热流计通常尺寸较小，与稳态导热装置相差较大，导致不容易匹配。

发明内容

本发明实施例提供一种高温导热标定方法及装置，以提出一种同时标定热流计的热流灵敏度和温差灵敏度的高温导热稳态标定方案。

一方面，本发明实施例提供了一种高温导热标定方法，所述高温导热标定方法包括：

将热流计与一带测温点的电加热片的其中一面贴合，并将所述电加热片其余各面进行隔热；

测量所述热流计的输出电压E、直径D、内部温度T_b、电加热功率P和所述电加热片接触面上的温度T_h；

根据以下公式计算以获取所述热流计的热流灵敏度a和温差灵敏度b：

$\left\{\begin{array}{c}a=\frac{4P}{\mathrm{\π}{D}^{2}E}\\ b=\frac{T_h-T_b}{E}\end{array}\right..$

另一方面，本发明实施例提供了一种高温导热标定装置，所述高温导热标定装置包括：热流计与一带测温点的电加热片，其中，所述热流计与所述带测温点的电加热片的其中一面贴合，并将所述电加热片其余各面进行隔热，在测量所述热流计的输出电压E、直径D、内部温度T_b、电加热功率P和所述电加热片接触面上的温度T_h后，根据以下公式计算以获取所述热流计的热流灵敏度a和温差灵敏度b：

$\left\{\begin{array}{c}a=\frac{4P}{\mathrm{\π}{D}^{2}E}\\ b=\frac{T_h-T_b}{E}\end{array}\right..$

上述技术方案具有如下有益效果：提出了一种同时标定热流计的热流灵敏度和温差灵敏度的高温导热稳态标定技术方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种高温导热标定方法流程图；

图2为本发明实施例一种高温导热标定装置结构示意图；

图3为本发明实施例标定数据示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明实施例一种高温导热标定方法流程图，所述高温导热标定方法包括：

101、将热流计与一带测温点的电加热片的其中一面贴合，并将所述电加热片其余各面进行隔热；

102、测量所述热流计的输出电压E、直径D、内部温度T_b、电加热功率P和所述电加热片接触面上的温度T_h；

103、根据以下公式计算以获取所述热流计的热流灵敏度a和温差灵敏度b：

$\left\{\begin{array}{c}a=\frac{4P}{\mathrm{\π}{D}^{2}E}\\ b=\frac{T_h-T_b}{E}\end{array}\right..$

优选的，所述电加热片的厚度不超过热流计直径D的1/10；所述将热流计与一带测温点的电加热片的其中一面贴合，包括：将所述热流计与所述电加热片带有测温点的表面相贴合；所述热流计与所述电加热片相贴合的表面的面积相同。

优选的，所述将所述热流计与所述电加热片带有测温点的表面相贴合，包括：将所述热流计与所述电加热片带有测温点的表面涂抹高温导热硅脂后相贴合，并施加一定压力。

优选的，所述将所述电加热片其余各面进行隔热，包括：利用隔热材料将所述电加热片其余各面进行隔热；所述隔热材料的热导率远小于所述电加热片或所述热流计的材料热导率。

优选的，所述隔热材料包括：莫来石耐火砖。

如图2所示，为本发明实施例一种高温导热标定装置结构示意图，所述高温导热标定装置包括：热流计10与一带测温点的电加热片30，其中，所述热流计10与所述带测温点的电加热片30的其中一面贴合，并将所述电加热片30其余各面进行隔热，在测量所述热流计10的输出电压E、直径D、内部温度T_b、电加热功率P和所述电加热片30接触面上的温度T_h后，根据以下公式计算以获取所述热流计10的热流灵敏度a和温差灵敏度b：

$\left\{\begin{array}{c}a=\frac{4P}{\mathrm{\π}{D}^{2}E}\\ b=\frac{T_h-T_b}{E}\end{array}\right..$

优选的，所述电加热片30的厚度不超过热流计直径D的1/10；所述热流计10与所述电加热片30带有测温点的表面相贴合；所述热流计10与所述电加热片30相贴合的表面的面积相同。

优选的，所述热流计10与所述电加热片30带有测温点的表面涂抹高温导热硅脂后相贴合，并施加一定压力。

优选的，所述高温导热标定装置还包括：隔热材料20，用于将所述电加热片30其余各面进行隔热；所述隔热材料20的热导率远小于所述电加热片30或所述热流计10的材料热导率。

优选的，所述隔热材料20包括：莫来石耐火砖。

另外，所述高温导热标定装置还可以包括外壳40，以将热流计10、隔热材料20、电加热片30包含于其中。

本发明实施例利用定制的形状大小和热流计一致的电加热薄片产生热流，可以加快响应时间，同时减少散热损失。为了标定温差灵敏度，本发明实施例在电加热薄片表面放置温度测点，测量热流计头部温度T_h。优选地，为了保证电加热片与其余各面保持充分绝热，本发明实施例隔热材料的热导率要远小于电加热片或热流计的材料热导率。此处，隔热材料的热导率一般是电加热片或热流计的材料热导率的百分之几，或者更小。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

参见图2所示，电加热薄片表面镶嵌有热电偶温度测点，可以测量出热流计表面温度T_h，电加热薄片由直流或者交流电源供电，其加热功率P可由电功率表测量。

选取轻质莫来石耐火砖为隔热材料，其热导率远小于制作热流计的金属材料和电加热片材料，因此达到稳态时散热损失很小，可以忽略。

为了保证电加热片与热流计接触面保持良好导热，其接触面涂有一薄层高温导热硅脂，并施加一定压力使其紧密贴合。一般选用的高温导热硅脂可耐350度以上高温。

恒定加热电压或者电流，等装置达到稳态时，测量热流计的输出电压E、内部温度T_b、电加热功率P和电加热薄片接触面上的温度T_h。

传热温差定义为：

ΔT＝T_h-T_b

平均热流定义为：

$q=\frac{P}{A}=\frac{4P}{\mathrm{\π}{D}^2}$

而热流灵敏度a和温差灵敏度b的定义为：

$\left\{\begin{array}{c}a=\frac{q}{E}=\frac{4P}{\mathrm{\π}{D}^{2}E}\\ b=\frac{\mathrm{\ΔT}}{E}=\frac{T_h-T_b}{E}\end{array}\right.$

多次重复测量，并进行升温和降温两次测量，对结果数据q-E和ΔT-E分别进行线性拟合，由其斜率可得热流灵敏度a和温差灵敏度b：

如图3所示，为本发明实施例标定数据示意图。从图3可以看出，本方法线性度和重复性较好，证明了本方法的正确性，提出了一种同时标定热流计的热流灵敏度和温差灵敏度的高温导热稳态标定技术方案。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高温导热标定方法，其特征在于，所述高温导热标定方法包括：

将热流计与一带测温点的电加热片的其中一面贴合，并将所述电加热片其余各面进行隔热；

测量所述热流计的输出电压E、直径D、内部温度T_b、电加热功率P和所述电加热片接触面上的温度T_h；

根据以下公式计算以获取所述热流计的热流灵敏度a和温差灵敏度b：

$\left\{\begin{array}{c}a=\frac{4P}{\mathrm{\π}{D}^{2}E}\\ b=\frac{T_h-T_b}{E}\end{array}\right..$

2.如权利要求1所述高温导热标定方法，其特征在于，所述电加热片的厚度不超过热流计直径D的1/10；所述将热流计与一带测温点的电加热片的其中一面贴合，包括：

将所述热流计与所述电加热片带有测温点的表面相贴合；所述热流计与所述电加热片相贴合的表面的面积相同。

3.如权利要求2所述高温导热标定方法，其特征在于，所述将所述热流计与所述电加热片带有测温点的表面相贴合，包括：

将所述热流计与所述电加热片带有测温点的表面涂抹高温导热硅脂后相贴合，并施加一定压力。

4.如权利要求1所述高温导热标定方法，其特征在于，所述将所述电加热片其余各面进行隔热，包括：

利用隔热材料将所述电加热片其余各面进行隔热；所述隔热材料的热导率远小于所述电加热片或所述热流计的材料热导率。

5.如权利要求4所述高温导热标定方法，其特征在于，所述隔热材料包括：莫来石耐火砖。

6.一种高温导热标定装置，其特征在于，所述高温导热标定装置包括：热流计与一带测温点的电加热片，其中，所述热流计与所述带测温点的电加热片的其中一面贴合，并将所述电加热片其余各面进行隔热，在测量所述热流计的输出电压E、直径D、内部温度T_b、电加热功率P和所述电加热片接触面上的温度T_h后，根据以下公式计算以获取所述热流计的热流灵敏度a和温差灵敏度b：

$\left\{\begin{array}{c}a=\frac{4P}{\mathrm{\π}{D}^{2}E}\\ b=\frac{T_h-T_b}{E}\end{array}\right..$

7.如权利要求6所述高温导热标定装置，其特征在于，

所述电加热片的厚度不超过热流计直径D的1/10；所述热流计与所述电加热片带有测温点的表面相贴合；所述热流计与所述电加热片相贴合的表面的面积相同。

8.如权利要求7所述高温导热标定装置，其特征在于，

所述热流计与所述电加热片带有测温点的表面涂抹高温导热硅脂后相贴合，并施加一定压力。

9.如权利要求6所述高温导热标定装置，其特征在于，所述高温导热标定装置还包括：

隔热材料，用于将所述电加热片其余各面进行隔热；所述隔热材料的热导率远小于所述电加热片或所述热流计的材料热导率。

10.如权利要求9所述高温导热标定装置，其特征在于，所述隔热材料包括：莫来石耐火砖。