[發明專利]用于熱流傳感器的熱流敏感元件及具有其的熱流傳感器

在審

• 申請號: 201910326210.2
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN111829694A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 馬越崗;張義寧;趙博;孟皓;易卉
• 申請（專利權）人: 北京振興計量測試研究所;北京動力機械研究所
• 主分類號: G01K17/00
• 分類號: G01K17/00;G01K7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于熱流傳感器的熱流敏感元件，其特征在于，所述熱流敏感元件包括：圓形導熱基體(10)；

熱電堆(20)，所述熱電堆(20)包括多個熱電偶絲對，多個所述熱電偶絲對依次相連接且沿所述圓形導熱基體(10)的周緣設置在所述圓形導熱基體(10)的熱流敏感側表面，各個所述熱電偶絲對的熱端均靠近所述圓形導熱基體(10)的中心設置，各個所述熱電偶絲對的冷端均靠近所述圓形導熱基體(10)的邊緣設置，多個所述熱電偶絲對的熱端圍成圓形結構，多個所述熱電偶絲對的冷端圍成圓形結構；

其中，所述熱流敏感元件根據所述熱電堆(20)的熱端與冷端的溫度差值來獲取所述熱流敏感元件吸收的熱流密度。

2.根據權利要求1所述的用于熱流傳感器的熱流敏感元件，其特征在于，所述圓形導熱基體(10)的材質為耐高溫陶瓷材料。

3.根據權利要求2所述的用于熱流傳感器的熱流敏感元件，其特征在于，所述熱流敏感元件還包括陶瓷材料涂層(30)，所述陶瓷材料涂層(30)涂覆在所述圓形導熱基體(10)的熱電堆(20)所在的端面，所述陶瓷材料涂層(30)用于將所述熱電堆(20)與外界隔離。

4.根據權利要求3所述的用于熱流傳感器的熱流敏感元件，其特征在于，所述熱流敏感元件還包括高發射率涂層(40)，所述高發射率涂層(40)涂覆在所述陶瓷材料涂層(30)上。

5.根據權利要求4所述的用于熱流傳感器的熱流敏感元件，其特征在于，所述熱流敏感元件根據來獲取所述熱流敏感元件吸收的熱流密度，其中，ΔT為所述熱流敏感元件的中心與邊緣的溫度差，k與所述圓形導熱基體(10)的厚度、直徑以及導熱系數相關，λ為所述圓形導熱基體(10)的導熱系數，R為所述圓形導熱基體(10)的基體半徑，S為所述圓形導熱基體(10)的基體厚度。

6.一種熱流傳感器，其特征在于，所述熱流傳感器包括如權利要求1至5中任一項所述的熱流敏感元件(100)。

7.根據權利要求6所述的熱流傳感器，其特征在于，所述熱流傳感器還包括熱沉體(200)，所述熱流敏感元件(100)采用金屬熔焊法與所述熱沉體(200)連接。

8.根據權利要求7所述的熱流傳感器，其特征在于，所述熱流傳感器還包括數據采集處理單元，所述數據采集處理單元與所述熱流敏感元件連接，所述數據采集處理單元用于采集所述熱流敏感元件的熱電堆的熱端與冷端的溫度差值以計算獲取所述熱流敏感元件吸收的熱流密度。

9.根據權利要求8所述的熱流傳感器，其特征在于，所述熱流傳感器還包括耐高溫殼體(300)和氣凝膠(400)，所述熱沉體(200)設置在所述耐高溫殼體(300)內，所述氣凝膠(400)設置在所述熱沉體(200)與所述熱流敏感元件(100)之間。

10.根據權利要求9所述的熱流傳感器，其特征在于，所述熱沉體(200)具有水冷通道(200a)，所述水冷通道(200a)用于保證所述熱沉體(200)的溫場均勻。