[发明专利]一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置

说明书

本发明公开了一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置，包括测量贴片、实时传热量测量装置和导热硅胶，测量贴片包括至少三个导热率不同的导热体、侧面保温材料和中间保温材料，相邻的导热体中间设置有中间保温材料，导热体侧面包覆有侧面保温材料；测量贴片的一端涂覆有导热硅胶，测量贴片的另一端用于实时传热量测量装置的测量；本发明基于非接触式红外测温原理，通过实时传热量测量装置测量贴在被测物体壁面的测量贴片，测量大面积、非规则固体壁面的热流密度及实时传热量，能够适应空腔型被测物体内部流体的流动、温度及压力的交变影响，以及适应外部环境参数变化的影响，具有适用范围广、测量精度高的特点。

技术领域

本发明涉及热工检测技术领域，特别是涉及一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置。

背景技术

在许多工业生产及民用生活领域，尤其是涉及有关非稳态导热耦合问题的研究领域，实时传热量的获取与测量在工业现场、环境保护及民用生活等各个领域受到广泛关注。

现有实时传热量的获取装置主要通过热电偶测量沿热流传递方向上不同距离处的温度差推导出相应的热流密度，进而求出研究对象的传热量。然而由于热电偶的存在导致被测物体及测量元件之间不可避免的产生接触热阻，并对被测物体的外部环境产生干扰。尤其对于被测物体是大面积、不规则形状时，测量的难度及成本就更高。

此外，若被测物体壁面同时受到其内部流体的流动状况、温度及压力的交变影响及外部环境参数(温度、湿度、风速等)的共同作用并影响时，将给涉及复杂参数作用下的非稳态传热耦合问题的热流密度及实时传热量的获取带来极大的挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合大面积、非规则固体壁面热流密度及实时传热量的测量装置，能够在复杂的内、外部环境作用下，精确、实时的测量大面积、非规则固体壁面的热流密度及实时传热量，对被测物体扰动很小，应用领域广泛。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置，包括测量贴片、实时传热量测量装置和导热硅胶，所述测量贴片包括至少三个导热率不同的导热体、侧面保温材料和中间保温材料，相邻的所述导热体中间设置有所述中间保温材料，所述导热体侧面包覆有所述侧面保温材料；所述测量贴片的一端涂覆有所述导热硅胶，所述测量贴片的另一端用于所述实时传热量测量装置的测量；

所述实时传热量测量装置包括红外成像模块、热流分布选择分析及处理模块、数据传输模块、数据处理分析模块和数据显示模块，所述红外成像模块与所述数据处理分析模块均与所述数据传输模块连接、所述数据传输模块与所述数据处理分析模块连接、所述数据处理分析模块与所述数据显示模块连接。

优选的，所述红外成像模块包括光学处理系统、探测器和信号处理器，所述光学处理系统设置在所述红外成像模块外部的采集端，所述光学处理系统通过所述探测器与所述信号处理器连接；

优选的，所述测量贴片为圆柱体测量贴片，所述圆柱体测量贴片的导热体为扇形导热片，所述圆柱体测量贴片包括第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形导热片和第N扇形导热片，所述第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形导热片和第N扇形导热片的导热率依次减小；

优选的，所述圆柱体测量贴片还包括第一侧面保温材料和第一中间保温材料，所述第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形导热片和第N扇形导热片互相拼接为圆形且拼接处通过所述第一中间保温材料隔离，所述所述第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形导热片和第N扇形导热片的圆弧边通过所述第一侧面保温材料包裹；

优选的，所述测量贴片为长方体测量贴片，所述长方体测量贴片的导热体为矩形导热片，所述长方体测量贴片包括第一矩形导热片、第二矩形导热片、第三矩形导热片和第N矩形导热片，所述第一矩形导热片、第二矩形导热片、第三矩形导热片和第N矩形导热片的导热率依次减小；