[发明专利]条形箔式瞬态辐射热流计

权利要求书

1.一种条形金属箔式瞬态辐射热流计，其特征在于，包括条形金属箔、金属热沉体、信号处理系统，条形金属箔的两侧通过焊接或非焊接的其它连接方式安装到金属热沉体上，第一引线焊接到条形金属箔中心，第二引线焊接到金属热沉体上，焊在条形金属箔中心的第一引线与焊在金属热沉体上的第二引线构成热电偶，所述的第一引线和第二引线可以为铜引线或镍铬等引线。

2.一种如权利要求1所述的条形金属箔式瞬态辐射热流计，其特征在于，所述的条形金属箔为涂黑康铜条形金属箔。

3.一种如权利要求1所述的条形金属箔式瞬态辐射热流计，其特征在于，所述的条形金属箔的热敏感面长度可以实时调节控制，以实现灵敏度和分辨率的调节。

4.一种如权利要求1所述的条形金属箔式瞬态辐射热流计，其特征在于，所述的金属热沉体为铜热沉体。

5.一种如权利要求1-3任一项所述的条形金属箔式瞬态辐射热流计，其特征在于，所述的信号处理系统包括数据采集仪与数据处理与显示装置。

6.一种串联式瞬态辐射热流计，其特征在于，将多个如权利要求1-5任一项所述的条形金属箔式瞬态辐射热流计进行串联形成热电堆，以增加输出温差电压，提高热流计灵敏度。

7.一种采用上述权利要求任一项所述的热流计进行辐射热流测量的方法，当热辐射投射到条形金属箔的表面上，辐射热使条形金属箔的温度升高，且沿着条形金属箔长度方向传到铜热沉体上，并通过热沉体耗散到周围环境中去，当处于某一瞬时热平衡时，由于热量沿条形金属箔长度方向流动，条形金属箔中心的温度高于它边缘温度，该温度差被由第一引线—条形金属箔、第二引线—铜热沉体—条形金属箔构成的热电偶检测并输出与之对应的电压信号，该电压信号与投射在条形金属箔上的辐射通量q建立起函数关系且经过标定，从而进行热流测量,其特征在于，具体计算方法如下：

某一瞬间某一微元处热平衡关系：

Q₁+Q_A＝Q₂+Q_S

其中：

Q₁为从条形金属箔中心线传导的热量，表达式为：

Q1=-λ·A1·∂T∂x|x=-λ·2D·S·∂T∂x|x]]>

式中，λ为条形金属箔的导热系数，A₁为微元横截面的面积，T为温度，x微元到中心距离，D为条形金属箔的宽度，S为条形金属箔的厚度；

Q_A为投射到条形金属箔上被吸收的热量，表达式为：

Q_A＝q·A＝q·2D·dx

式中A微元的上表面积；

Q₂为离开dx端传导到热沉体的热量，表达式为：

Q2=-λ·A1·∂T∂x|x+dx=-λ·2D·S·∂T∂x|x+dx]]>

Q_S为储存在dx段的热量，表达式为：

QS=m·CP·∂T∂τ|τ=ρ·2D·dx·S·CP·∂T∂τ|τ]]>

式中，τ为时间，ρ为条形金属箔的密度，C_P为条形金属箔的比热容，m为微元的质量；

边界条件为：

τ＝0时：在O<x<L处T＝0

0<τ<∞时，在x＝L处T＝0

求解得到：

Eq=0.3735324L2S]]>

式中：E/q是条形金属箔热流计的灵敏度公式,单位是mV/cal·cm^-2·s^-1，L是康铜条形金属箔的1/2长度,单位为cm，S是条形金属箔的厚度,单位为cm。