[發明專利]熱真空環境下使用的瞬態熱流計及熱流測量方法

有效

• 申請號: 201410366638.7
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104089706B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 畢研強;郄殿福;李西園;許忠旭;紀欣言;周艷;李濤
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10;G01K7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種熱真空環境下使用的瞬態熱流計，包括腔壁溫度恒定的等溫腔體，等溫腔體內保持真空環境，等溫腔體的開口上方覆蓋有金屬箔片，金屬箔片上下表面的至少一側上涂覆有絕緣層，絕緣層上方通過鍍膜法交錯設置有銅層和鎳層，銅層與鎳層之間形成結合界面，金屬箔片的上下表面分別涂覆發射率不同的兩種材料，兩種材料直接涂覆在金屬箔片上或者涂覆在銅層和鎳層上，發射率不同的兩種材料在銅層和鎳層上交錯形成發射率不同的涂層一和涂層二，涂層一和涂層二之間也形成結合界面，分別覆蓋銅層與鎳層的結合界面并以對應位置的結合界面為對稱線對稱分布，金屬箔片上表面的涂層一、涂層二分別對應于金屬箔片下表面的涂層二和涂層一，其中，兩端的銅層外側分別連接有引線，等溫腔體的外側設置有測量其溫度的溫度傳感器。

2.如權利要求1所述的瞬態熱流計，其中，引線連接有電勢采集裝置。

3.如權利要求1所述的瞬態熱流計，其中，所述金屬箔片為不銹鋼箔或銅箔或鋁箔。

4.如權利要求1所述的瞬態熱流計，其中，所述鍍膜法包括磁控濺射鍍膜、離子束鍍膜或射頻鍍膜。

5.如權利要求1-4任一項所述的瞬態熱流計，其中，兩種涂層的材料之一為黑漆、白漆或灰漆；另一種為鋁粉漆。

6.如權利要求1-4任一項所述的瞬態熱流計，其中，等溫腔體的材料為鋁或銅或銀或它們的合金。

7.如權利要求1-4任一項所述的瞬態熱流計，其中，金屬箔片的上下表面一側上設置有絕緣層，一側上未設絕緣層。

8.一種利用權利要求1-7任一項所述瞬態熱流計測量熱流的方法，包括如下步驟：

1)首先進行瞬態熱流計的標定工作，標定熱流計時，先將等溫盒去除，將瞬態熱流計中的帶有鍍膜、涂層的金屬箔片兩側分別正對兩個黑體腔的出口，分別距離黑體腔出口1～5mm；

2)將瞬態熱流計引出的兩銅線分別接入電勢采集裝置的正負極；

3)測量黑體腔一和黑體腔二的溫度分別為T₁和T₂，電勢采集裝置的輸出電勢為u；調整黑體腔一和黑體腔二的溫度，獲得不同的電勢，根據最小二乘法擬合獲得電勢、黑體腔一和黑體腔二溫度的關系式T₁⁴＝K·u+T₂⁴，其中系數K采用最小二乘法對各溫度數據和電勢數據擬合得到，完成標定工作；

4)將瞬態熱流計放入被測環境內，引出銅線接入電勢采集裝置，電勢采集裝置、等溫盒的溫度傳感器也電連接到數據采集設備；

5)測量時獲得銅線間的電勢為u，等溫盒的溫度為T_d；

6)則瞬態熱流q為q＝5.67×(K·u+T_d⁴)×10^-8。