[发明专利]一种黑体辐射标定热流计的方法

说明书

技术领域

本发明涉及热流领域，特别涉及一种黑体辐射标定热流计的方法。

背景技术

目前对于热流计的标定原理中，有黑体辐射标定方法、对流传热标定方法与导热标定方法。其中对流传热标定与导热标定热流计比较常见，使用较多。

黑体辐射标定需要将一个黑体腔加热到高温，难度较大，采用这种标定方法的较少。理论上讲，非常理想的情况下，黑体辐射都假设一个均匀温度的黑体腔对放置在其中的热流计进行辐射，可以根据理想黑体辐射换热理论精确计算出这个辐射热流，从而对热流计进行标定。但是实际情况下，黑体腔不可能做到完全温度均匀。由于热传导损失，大部分黑体腔的温度呈现出线性的分布。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服现有技术根据理想模型进行标定的方法不够准确的缺陷，提出一种黑体辐射标定热流计的方法，以精确地标定热流计。

为了解决上述问题，本发明提供一种黑体辐射标定热流计的方法，包括：

将热流计放入黑体炉中，计算所述热流计所在位置的辐射热流密度q_b-1，并测量所述热流计的输出电压E，得到标定系数α为

α=qb-1E]]>

其中，当所述热流计处于黑体炉的温度均匀区时，通过公式q_b-1=σT_b⁴，得到热流计所在位置的辐射热流密度q_b-1，其中，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，等于5.67×10^-8W/m²·K⁴，T_b为黑体腔底面的温度；

当所述热流计处于黑体炉的温度非均匀区时，通过如下公式得到热流计所在位置的辐射热流密度q_b-1

qb-1=σTb4F1-2+∫0LσT3x4dF1-3x]]>

其中，σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数，等于5.67×10^-8W/m²·K⁴，T_b为黑体腔底面的温度，F_1-2为热流计端面到黑体腔底面的辐射角系数，T_3x为微元体Δx的温度，该微元体温度均匀，L为黑体腔底面至热流计的距离，F_1-3x为热流计端面到微元体Δx端面的辐射角系数。

优选地，所述黑体炉的温度均匀区为黑体腔底面至出口的L_b/10的区域，L_b为黑体腔长度；黑体炉内其它区域为温度非均匀区。

本发明采用黑体辐射的方法标定热流传感器，将热流计放置在黑体炉管内部，相对于传统的黑体辐射标定方法，不但能够对处于黑体炉的温度均匀区的热流计进行标定，还可以针对传统上不能进行标定的非均匀区的热流计进行标定。由于非均匀区的热流呈逐渐减小的趋势，还可以在固定黑体炉温度的情况下，通过调节热流计所处的位置，来获得不同大小的辐射热流密度，从而得到不同热流下的标定系数，求得平均值后的标定系数结果就能够更加精确。

附图说明