[发明专利]谐波探测技术用于微槽道局部对流换热系数测定的方法

摘要

本发明探测技术用于微槽道局部对流换热系数测定的方法，涉及测量技术，是利用信号频域特性进行微通道内流动换热系数和温度测量。在微槽道的底部布置一定尺度和形状并带有绝缘层的微型传感器阵列，采用交流电流加热，同时作为温度传感器，然后根据微型传感器的频响特性与温度变化的关系确定微槽内局部对流换热系数和温度。因焦耳效应产生的热量将以2ω的频率对微型传感器加热。增加的微型传感器电阻与交流电流共同作用产生频率为3ω的电压谐波，包含与微槽内流体对流换热性能有关的信息。用锁相放大技术测量谐波的幅值和相位。本发明提出的理论模型和数据处理方法，可以确定微槽道内部不同位置的流动换热性能和温度。

主权项

1、 一种谐波探测技术用于微槽道局部对流换热系数测定的方法，可用于微型燃气轮机、微机电加工以及基于微槽强化换热的设备内部微槽道流体流动换热系数以及局部温度的测量；其特征在于，该方法利用埋设在微槽道底部的一系列微型传感器，采用交流电对微型传感器电加热，通过改变交流加热频率控制热波作用深度，利用锁相放大技术快速而准确的测试微型传感器因交流加热作用产生的三次谐波；该方法的步骤为：①将复数个微型传感器采用化学沉积工艺固定在微槽道底部；②在微型传感器表面沉积绝缘膜；③将每一个微型传感器两端的两组引线，一组与电源连接，另一组与谐波测试系统的一运算放大器连接，测试不同频率下微型传感器两端的谐波；④标定微型传感器电阻温度系数；⑤测量微槽道内不同位置微型传感器的频响特性；⑥根据微型传感器的电阻温度特性曲线确定微型传感器的温度；⑦根据测试原理拟合流体的对流换热系数；上述步骤适用的温度范围为：常温～1600℃，压力范围为：常压～5MPa。