[實用新型]一種寬時高溫大熱流傳感器

有效

• 申請號: 201721115701.5
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN207351562U
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 張翠平;豐永;方俊;楊敏;王京港;沈省;盧斌
• 申請（專利權）人: 南京理工大學紫金學院
• 主分類號: G01J5/12
• 分類號: G01J5/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李吉寬

本實用新型公開了一種寬時高溫大熱流傳感器，包含熱流敏感芯體，設置在沿熱流敏感芯體軸向兩側的絕熱瓷環A、絕熱瓷環B，不銹鋼殼體，不銹鋼端蓋和轉接板，熱流敏感芯體的引出線和外接導線焊接到轉接板上，熱流敏感芯體由敏感面和兩段截面不等的圓柱形銅儲熱體組成，敏感面涂覆黑體輻射涂料，圓柱形銅儲熱體的外表面拋光并鍍上一層薄銀涂層。本實用新型通過在敏感面涂覆黑體輻射涂料，提高了敏感面吸收率，儲熱體設計成兩段截面不等的圓柱形，在前端小截面處與不銹鋼外殼間、后端與熱流端蓋處分別放置絕熱瓷環，減少熱流入射時熱量向儲熱體的傳遞，此外還延長了工作時間，改進了結構的整體可靠性。

技術領域

本實用新型屬于測量熱量技術領域，具體涉及一種寬時高溫大熱流傳感器。

背景技術

熱流傳感器是測量熱傳遞(熱流密度或熱通量)的基本工具，是構成熱流計的最關鍵器件。熱流傳感器的性能和用途決定了熱流計的性能和用途。熱流傳感器在科學研究、航空航天、動力工程等方面有廣泛的應用，特別是高溫大熱流的應用，在無法采用水冷、風冷等冷卻手段時，需采用自身儲熱的方式工作，熱結構和儲熱體設計的優劣就決定了工作時間的長短。現有的熱流傳感器(高量程的一般用圓箔式原理)在儲熱體尺寸一定的前提下，由于暴露在高溫環境下而沒有良好的結構設計，導致儲熱體溫度不能長時間恒定，從而引起傳感器測量誤差，限制了在一些需要長時間測量的、高量程熱流情況下的應用。

為解決上述暴露在高溫環境中應用的缺陷，現有專利文獻中申請號為CN201010106205.X、名稱為“圓箔片式大量程高溫熱流傳感器”的發明公開了一種圓箔片式大量程高溫熱流傳感器，以解決現有圓箔片式熱流傳感器的熱沉體實現恒溫不易等問題。該傳感器配有底蓋的外殼、熱沉體，熱沉體由主體、主體頂部中央設置的柱狀凸臺構成，外殼殼頂開有嵌放熱沉體頂部柱狀凸臺的通孔，柱狀凸臺上嵌放有圓箔片，圓箔片的中央及邊緣分別焊接有與圓箔片構成熱電偶的引線，柱狀凸臺外套設有置于熱沉體主體和外殼間的絕熱環；外殼由筒狀殼體和陶瓷頂蓋構成；熱沉體主體底部與外殼底蓋間疊放設置有兩個盤狀陶瓷支撐，兩個盤狀陶瓷支撐間、置頂盤狀陶瓷支撐與熱沉體底部間、熱沉體主體側壁與外殼內壁間分別設有空氣絕熱層，所以能在高溫環境中長時間工作，實現大量程測量。但該專利的缺點是正面僅是依靠絕熱環阻礙熱量的傳遞，側面僅是依靠空氣層進行隔熱，僅能在短時間內保持熱沉體恒溫，難以達到長時間測量的目的。

實用新型內容

本實用新型的目的在于在傳感器尺寸固定、儲熱體尺寸也固定從而限制了測量時間，導致無法實現寬時高溫大熱流的測量的前提下通過優化熱流傳感器的結構，提出一種寬時高溫大熱流傳感器。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為一種寬時高溫大熱流傳感器，包含熱流敏感芯體，設置在沿熱流敏感芯體軸向兩側的絕熱瓷環A、絕熱瓷環B，不銹鋼殼體，不銹鋼端蓋和轉接板，熱流敏感芯體的引出線和外接導線焊接到轉接板上，熱流敏感芯體由敏感面和兩段截面不等的圓柱形銅儲熱體組成，敏感面涂覆黑體輻射涂料，圓柱形銅儲熱體的外表面拋光并鍍上一層薄銀涂層。

進一步，上述絕熱瓷環A設置在熱流敏感芯體靠近敏感面的一端與不銹鋼殼體之間，不銹鋼殼體和絕熱瓷環A上開有適當尺寸的孔，便于露出熱流敏感芯體的敏感面。

進一步，上述絕熱瓷環A采用易加工的微晶云母陶瓷。

熱流敏感芯體遠離敏感面的一端與端蓋之間放置絕熱瓷環B，絕熱瓷環B上開有兩個小孔，便于引出信號輸出線。

在絕熱瓷環B上放置轉接板，將熱流敏感芯體的輸出線通過轉接板上過孔焊接可靠，外接導線通過穿孔線和過孔線焊接在轉接板相應位置。

作為優選，絕熱瓷環B和轉接板的空腔處灌以環氧膠，外接導線通過熱流端蓋的通孔輸出到外部接入電連接器。

與現有技術相比，本實用新型在以下方面改進優化了傳感器的結構和工藝：

1，敏感面涂覆黑體輻射涂料，提高敏感面吸收率；