[实用新型]一种双环热保护瞬态辐射热流计

说明书

技术领域

本实用新型涉及辐射热流测量领域，具体为一种在真空环境下测量辐射热流密度的瞬态辐射热流计。 

背景技术

辐射热流计是研究辐射换热的重要测量工具，在太阳能利用、空间技术、气象研究、工业、冶金、能源动力、建筑空调、医疗卫生等领域中都有广泛应用。尤其是在真空环境下，物体壁面间的传热是以热辐射的形式传递，因此当需要测量辐射传热的热流密度时就需要使用辐射热流计。目前辐射热流计主要分为稳态型热流计和瞬态型热流计。稳态型热流计依据热平衡原理设计，动态响应特性差，稳定时间要数分钟以上，难以准确实时测量瞬态辐射热流。瞬态型热流计可分为热响应式和光电响应式，热响应式的吸热面通常由热容量极小的薄膜或热电堆制成，因此可以在短时间内达到稳态，但工艺较为复杂，易损坏，同时由于吸热面侧面热损而使得吸热面温度分布不均匀，因此难以达到较高的精度。光电响应式是以光电元件的光电效应将入射的热辐射转换为电信号进行测量，瞬态响应极快，但由于光电材料对热辐射的响应有光谱选择性，因此具有不同光谱分布的辐射热流需要用不同类型的光电材料，而且辐射面的发射率和温度会对光谱分布产生影响，从而影响光电式辐射热流计测量精度。 

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种双环热保护瞬态辐射热流计，以提高瞬态热流计吸热面温度分布均匀性和测量精度。 

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案： 

本实用新型双环热保护瞬态辐射热流计的结构特点是：在中心热敏感片的外围、处于同一水平面上、呈同心圆环、由内向外依次间隔设置有内热保护环和外热保护环呈一圆盘,所述圆盘支撑在管体的顶端，在所述管体的底部设置有底板，由所述圆盘、管体和底板形成一柱腔；在所述柱腔内的底板上设置有多层隔热组件，所述多层隔热组件与所述圆盘之间存在有间隙，使所述多层隔热组件与中心热敏感片不接触，以减小中心热敏感片、内热保护环和外热保护环的背面的辐射热损；所述中心热敏感片、内热保护环和外热保护环是由相同材质的金属片制成，上表面均匀涂覆有相同材质的黑色吸热涂层；在所述中心热敏感片的底面贴附第一温度传感器；在所述多层隔热组件紧邻圆盘的第一隔热层的背面贴附第二温度传感器。 

本实用新型双环热保护瞬态辐射热流计的结构特点也在于： 

所述多层隔热组件是以涤纶网和具有低发射率和高反射率的隔热薄膜一一间隔叠加而 成，位于所述多层隔热组件的第一层为具有低发射率和高反射率的隔热薄膜。 

在所述管体的外侧镀有具有低发射率和高反射率的管体膜层，或是贴附具有低发射率和高反射率的隔热薄膜，以减少管体的侧面辐射换热。 

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在： 

1、本实用新型中内热保护环和外热保护环在测量时与中心热敏感片接受同样的辐射热流，温度与中心热敏感片的温度同步变化，从而减小了中心热敏感片的侧向热损，提高了中心热敏感片的温度均匀性，使得第一温度传感器测得的温度可以代表整个中心热敏感片的温度。 

2、本实用新型中第二温度传感器贴附在多层隔热组件紧邻圆盘的第一隔热层的底面，因此可以通过平面间辐射换热公式直接计算中心热敏感片的背面辐射热损，对辐射热流密度进行修正。 

3、本实用新型可测量瞬态辐射热流密度，响应时间短、测量精度高。 

附图说明

图1为本实用新型双环热保护瞬态热流计结构示意图； 

图2为本实用新型双环热保护瞬态热流计俯视示意图； 

图中标号：1中心热敏感片，2内热保护环，3外热保护环，4管体，5底板，6多层隔热组件，7第一温度传感器，8第二温度传感器。 

具体实施方式

参见图1、图2，本实施例中双环热保护瞬态辐射热流计的结构形式是：在中心热敏感片1的外围、处于同一水平面上、呈同心圆环、由内向外依次以不大于1mm的间隔设置有内热保护环2和外热保护环3呈一圆盘,所述圆盘支撑在管体4的顶端，在所述管体4的底部设置有底板5，由所述圆盘、管体4和底板5形成一柱腔；在所述柱腔内的底板5上设置有多层隔热组件6，所述多层隔热组件6与所述圆盘之间存在有间隙，使所述多层隔热组件6与中心热敏感片1不接触，以减小中心热敏感片1、内热保护环2和外热保护环3的背面的辐射热损；所述中心热敏感片1、内热保护环2和外热保护环3是由相同材质的金属片制成，上表面均匀涂覆有相同材质的黑色吸热涂层；在所述中心热敏感片1的底面贴附第一温度传感器7；在所述多层隔热组件6紧邻圆盘的第一隔热层的背面贴附第二温度传感器8。