[发明专利]一种采用导热标定热流计的方法

说明书

技术领域

本发明涉及热流领域，特别涉及一种采用导热标定热流计的方法。

背景技术

目前针对热流计的标定方法主要有辐射、对流传热与导热三种热传导方法。通常的导热标定方法需要严格在稳态条件下进行，需要控制某一个参数达到稳定状态，比如加热炉的温度或者加热功率等，通常控制加热功率，经过一段时间的加热，使得加热炉的温度稳定在一个固定点附近，然后将热流计放入加热炉，这样就能够得到加热热流与热流计的输出电压，将这两个值相比就是热流计的标定系数。这样传统的稳态标定方法的缺点是由于需要不断的进行控制修正，达到稳定状态的时间非常久，标定效率较低。并且严格意义上的稳定状态（物理量不随时间变化）不容易达到，所以会由于少量的不稳定因素造成一定的标定误差，对标定精度有影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服现有技术的缺陷，提出一种采用导热标定热流计的方法，不需要在稳态情况下就可以进行热流计的导热标定。

为了解决上述问题，本发明提供一种采用导热标定热流计的方法，包括：

将热流计与一导热性好的高温物体紧密贴合，并将高温物体除与所述热流计接触面外的其余各面保持绝热；

测量热流计的输出电压E、内部温度T_sb与高温物体的温度T；

通过下面公式计算热流计的标定系数α：

α=E-(T-Tsb)mcCc]]>

其中，m_c和C_c已知，分别为所述高温物体的质量和比热。

优选地，所述导热性好的高温物体是指：导热系数大于200W/m.K，温度高于300℃的物体。

本发明的导热标定方法不要求稳态的导热过程，可以进行短时间、高效率的热流计标定。

附图说明

图1为本发明实施例的导热标定热流计的实验装置图；

图2为本发明实施例的热流与电压变化曲线结果图。

具体实施方式

下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。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。

如错误！未找到引用源。所示，为导热标定热流计的实验装置图。将一个高温物体（温度高于300℃）的四周设置绝热层，做绝热处理，将一个热流计与高温物体紧密贴合，这样就可以假设热流计的表面温度与高温物体的表面温度始终相等。

假设该高温物体的导热性能非常好（导热系数大于200W/m.K的金属或者非金属物质），那么其内部温度变化速率远高于高温物体向热流计的热流速率，可以认为高温物体内部的温度始终保持均匀变化。假设高温物体的体积为V_c，密度为ρ_c，其质量为

m_c=ρ_cV_c    (1)

高温物体的比热C_c，导热系数λ_c。热流计与高温物体紧密接触，二者温差很小，可以近似认为热流计表面温度T_s与高温物体的温度T_c相等，均为T，即

T_s=T_c=T    (2)

对于热流计，通常是由于其表面温度T_s与内部温度T_sb之间形成一个温度差，而该温度差与热流Q_s成正比。并且热流计由于内部有冷却或者内部热沉特别大，可以认为热流计的内部温度始终保持在一个恒定值，即

T_sb≡const    (3)

热流计通常输出电压信号，那么热流计的输出电压E与热流成正比，也与温度差成正比，即

E=αQ_s∝T_s-T_sb    (4)