[實用新型]貼面式傳感器及吸熱系數測量裝置

有效

• 申請號: 201220360421.1
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN202735279U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 邱琳;鄭興華;唐大偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本實用新型涉及電子、建筑、材料等行業的測量技術領域，尤其涉及一種貼面式傳感器及吸熱系數測量裝置。?

背景技術

吸熱系數定義為熱導率、比熱容和密度三個參數乘積的平方根，它反映材料與周圍環境換熱的能力。吸熱系數既包含儲熱容量的概念(因其中含有熱容)，又在某種程度上能體現物體向周圍取/放熱的速率的概念。因此，吸熱系數常作為儲能系統中評價材料蓄熱特性的一個關鍵參數。?

早在上個世紀末，就有學者提出應用基于諧波探測的3ω測量技術來表征吸熱系數。實現的方法大致是在待測材料表面制備柵欄形平面金屬傳感器，該平面金屬傳感器同時作為加熱器和溫度傳感器，然后根據熱波頻率與溫度變化的關系求得待測材料的吸熱系數參數。分析該方法不難發現，該方法不能實現固體樣品的無損檢測，并且需要重復對單個樣品進行絕緣膜(測量導電固體時)及柵欄形平面金屬傳感器的制備，因此實施工藝復雜，成本代價也較高。?

為了解決上述難題，后來又出現了基于獨立型傳感器的吸熱系數測量裝置，圖1A為現有技術吸熱系數測量裝置測量固體樣品時的示意圖。圖1B為現有技術吸熱系數測量裝置測量液體/粉末樣品時的示意圖。如圖1A所示，吸熱系數測量裝置分為獨立型傳感器1和樣品儲罐3，其中，獨立型傳感器1包含：平面形金屬傳感器11、柔性覆蓋膜12、柔性襯底13；樣品儲罐3包含：罐殼31、罐蓋32、四個引線桿331至334和四個引線頭33a至33d。獨立型傳感器1的四個引線端依次與樣品儲罐3上端的引線桿331～334內端電連接，樣品儲罐3引線桿331～334外端的引線頭33a～33d經導線與后續測量電路6連接，從而完成吸熱系數的測量。?

如圖1A所示，當上述吸熱系數測量裝置測量固體樣品的吸熱系數時，?需要裁剪一定尺寸的兩塊相同樣品，并且需用樣品固定臺夾緊由樣品和獨立型傳感器構成的“三明治式”結構，兩電流引線桿331、334通過導線接入獨立型傳感器兩外側引線端以微弱周期正弦電流對平面形金屬傳感器11電加熱，平面形金屬傳感器11的兩內側引線端之間的基波電壓及三次諧波電壓信號由兩電壓引線桿332、333進入諧波測量單元6記錄并輸出，從而完成測量。這就要求在獨立型傳感器兩側配置的樣品具有一定尺寸，這就使得該方法無法用于建筑、航天、檢測等領域的現場使用。?

如圖1B所示，當上述吸熱系數測量裝置測量液體/粉末樣品時，還需配備恒溫恒壓腔4和溫度和壓力調節單元5。恒溫恒壓腔4包括：金屬外殼41、保溫層42和內腔43；溫度和壓力調節系統5包括：熱電偶51、TEC加熱/冷卻器52、溫度控制器53、壓力傳感器54、進氣系統55和壓力控制器56。測試時，液體/粉末樣品2填充于樣品儲罐3中；獨立型傳感器1垂直放置于液體/粉末樣品2里；樣品儲罐3放置在恒溫恒壓腔內腔4中，并置于內腔的底面上，獨立型傳感器1的四個引線端依次與樣品儲罐3上端貫通設置的引線桿331～334連接，外端的引線頭33a～33d仍經導線與后續測量電路6連接；完成整個連接過程后，啟動溫度和壓力調節單元5，待溫度和壓力到達設定值后，即可測試樣品的吸熱系數。而接線方式及加熱、測量方法與圖1A所述測量固體時相同。可見，在對液體/粉末樣品測量過程中，獨立型傳感器1垂直放置于液體/粉末樣品2里，這一操作特點無法實現樣品密度的調節，因此也就不能用于分析液體/粉末樣品的吸熱系數隨密度變化的關系。?

實用新型內容

(一)要解決的技術問題?

為解決上述的一個或多個問題，本實用新型提供了一種貼面式傳感器及吸熱系數測量裝置。?

(二)技術方案?

根據本實用新型的一個方面，提供了一種貼面式傳感器，包括：塊狀基體，作為支撐物；金屬絲狀傳感器，形成于所述塊狀基體的頂面上，其遠離所述塊狀基體的一側抵接于樣品上；兩引線件，形成于所述塊狀基體?上，分別與所述金屬絲狀傳感器的兩端相連接，其末端設置引線端；以及防護薄膜層，形成于所述雙螺旋形金屬絲狀傳感器的頂面。?

優選地，本實用新型貼面式傳感器中，所述金屬絲狀傳感器為雙螺旋形或蛇形。?

優選地，本實用新型貼面式傳感器中，所述金屬絲狀傳感器為雙螺旋形，所述雙螺旋形的直徑介于10～50mm范圍內；所述雙螺旋形金屬絲狀傳感器厚度介于10～100μm范圍內，單根金屬絲寬度介于50～500μm范圍之內，金屬絲總長度介于100～600mm范圍內。?