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热通量传感器热分析仪的应用原理
热通量传感器热分析仪的应用原理
一、概述
热电偶作为常用的一种测温仪。它是通过测量过程中,冷端与热端形成温差确定。该热感应测温仪------热通量传感器,是数个热电偶串联起来的热电堆,以热电堆温度差势来感应分析热流。目前,在新材料研制上,一般它安装测量只可在材料表面进行,而直接将热通量传感器埋入炉壁内部,获取内部测试数据则受到限制。
二、讨论内容
热通量热分析仪在材料表面安装使用;
热通量失真导致误差的影响因素;
解决失真误差的途径
热通量热分析仪对热导率和定压比的两者及应用方法
三、具体分析
表面安装,研究分析表明:传感器存在两个特性:一是“边缘泄漏";二是热通量指示低于一维热通量,且低于未经失真的热通量。因失真引起的误差,必须考虑影响因素包括,①热阻②传感器大小③隔离层尺寸。此外,热通量热分析仪无法避免周围环境的影响,如周围介质的辐射换热和对流换热等,还应避免阳光直射。
其中,热阻分为传感器与壁面接触电阻、传感器本身热阻、环境热交换(即对流和辐射)引起的热阻。通过有关理论公式,为减少误差,应尽量选取较薄传感器,减少接触电阻;
传感器尺寸,经试验证明,迎选择薄的、高传导材料可有效降低传感器电阻;
隔离层大小,也是一种有效减小热通量热分析仪的测量误差。由大量实验数据表面,合理选择隔离层大小,适当加大热电堆宽度对测量有利,可获得传感器较大传输信号。
四、热通量热分析仪应用
一是,用于材料热传导率的测量,以样品在冷热平面测试板之间的温差,结合有关公式可计算出材料热传导率。
二是,用于定压比热测量,常与各类热分析仪,测量出材料热特性参数——定压比热。
五、热分析仪传感器结构对误差影响
该热通量热分析仪的敏感元件是热电堆,由高传导率金属,热偶材料和铜—康铜等组成,其冷端与热端分别位于靠近传感器的两个表面方向。由于采用的热电堆温度分布不均匀,造成的每一支热偶冷热端会形成一个附加电压信号,引起热通量失真,称为“微观失真"。
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