[发明专利]一种热流密度测量装置和方法

权利要求书

1. 一种热流密度测量装置，包括多个热电偶和管（2），其中：管（2）在被测壁（8）的厚度方向上形成封闭空腔（7），所述多个热电偶的热电偶结点（3）被如此埋置以使得在被测壁（8）的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结点，与热电偶结点（3）相连的热电偶线（1）被引入管（2）的空腔内并且经由管（2）从被测壁（8）中引出，其中被测壁（8）厚度方向的热流密度通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出。

2. 根据权利要求1所述的热流密度测量装置，其中：其热电偶结点位于同一待测深度的一个或多个热电偶被布置成一个热电偶组，在由一个热电偶组成热电偶组中，由所述一个热电偶的热电偶线（1）直接形成正极端点（11-a）和负极端点（11-b）；在由多个热电偶组成热电偶组中，所述多个热电偶的热电偶线（1）通过并联或串联形成正极端点（11-a）和负极端点（11-b）。

3. 根据权利要求2所述的热流密度测量装置，其中：不同热电偶组之间通过负极端点（11-b）与负极端点（11-b）之间直接连接来形成热电势结点（4；4-a、4-b、4-c），通过测量各热电势结点（4；4-a、4-b、4-c）之间的电势差并通过查表或通过相关硬件或软件来得到各待测深度之间的温度差。

4. 根据权利要求2所述的热流密度测量装置，其中：通过直接测量每个热电偶组的正极端点（11-a）和负极端点（11-b）之间的电势差来测得与该热电偶组对应的待测深度处的温度。

5. 根据权利要求1所述的热流密度测量装置，其中：所述管（2）从被测壁（8）的外表面（6）垂直插入被测壁（8），该管（2）的封闭底面（10）与被测壁（8）的内表面（9）相平，管（2）的封闭顶面（5）与被测壁（8）的外表面（6）相平并在封闭顶面（5）上为热电偶线（1）预留小孔，管（2）的封闭底面（10）与封闭顶面（5）之间的封闭空腔内充满空气，或填充以隔热材料。

6. 根据权利要求1所述的热流密度测量装置，其中：所述热电偶结点（3）被埋置于在被测壁（8）内或管（2）的管壁内。

7. 根据权利要求1所述的热流密度测量装置，其中：所述管（2）为金属管或陶瓷管或用与被测壁（8）材料导热系数相同的材料制成的管。

8. 一种热流密度测量方法，包括：

将管插入被测壁中使之在被测壁的厚度方向上形成封闭空腔；

埋置多个热电偶的结点以使得在被测壁的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结点；

将与热电偶的结点相连的热电偶线引入所述管的空腔内并且经由所述管从被测壁中引出；以及

通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出被测壁厚度方向的热流密度。

9. 根据权利要求8所述的热流密度测量方法，进一步包括：将热电偶结点位于同一待测深度的一个或多个热电偶被布置成一个热电偶组，在由一个热电偶组成热电偶组中，由所述一个热电偶的热电偶线直接形成正极端点和负极端点；在由多个热电偶组成热电偶组中，通过并联或串联所述多个热电偶的热电偶线来形成正极端点和负极端点。

10. 根据权利要求9所述的热流密度测量方法，进一步包括：在不同热电偶组之间通过负极端点与负极端点之间直接连接来形成热电势结点，从而通过测量各热电势结点之间的电势差并通过查表或通过相关硬件或软件来得到各待测深度之间的温度差。

11. 根据权利要求9所述的热流密度测量方法，进一步包括：通过直接测量每个热电偶组的正极端点和负极端点之间的电势差来测得与该热电偶组对应的待测深度处的温度。

12. 根据权利要求8所述的热流密度测量方法，其中：将所述管从被测壁的外表面垂直插入被测壁，该管的封闭底面与被测壁的内表面相平，管的封闭顶面与被测壁的外表面相平并在封闭顶面上为热电偶线预留小孔，在管的封闭底面与封闭顶面之间的封闭空腔内充满空气，或填充以隔热材料。

13. 根据权利要求8所述的热流密度测量方法，其中：将所述热电偶结点埋置于在被测壁内或管的管壁内。

14. 根据权利要求8所述的热流密度测量方法，其中：所述管为金属管或陶瓷管或用与被测壁材料导热系数相同的材料制成的管。