專利名稱：帶溫度補償?shù)臒崃鱾鞲衅鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于熱流測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶溫度補償?shù)臒崃鱾?感器。
背景技術(shù)：
熱流傳感器主要用于環(huán)境熱輻射強度測量、節(jié)能控制中熱流的測量，既 可進行輻射熱流測量，也可進行包括輻射、對流的總熱流的測量。傳統(tǒng)熱流
傳感器原理結(jié)構(gòu)如圖1所示，該原理熱流傳感器又稱為GARDON計(戈登計)。 它由表面涂黑的康銅圓箔片和熱沉體組成，熱沉體材料為無氧銅，康銅圓箔 片外周與熱沉體接觸，在康銅圓箔片的背面中心與熱沉體上分別引出銅導(dǎo)線 作為信號輸出。
表面涂黑的康銅圓箔片在吸收輻射熱和對流熱之后，會產(chǎn)生溫升，因其 四周與熱沉體接觸，康銅圓箔片吸收的熱量便會向四周傳導(dǎo)，康銅圓箔片中 心與周邊會產(chǎn)生溫差。根據(jù)理論推導(dǎo)，在康銅圓箔片厚度、直徑確定后，該 溫差與圓箔片吸收的熱流成正比，設(shè)圓箔片中心溫度為Tp熱沉體溫度為T2， 從圓箔片中心引出的銅導(dǎo)線與康銅圓箔片形成的熱電偶輸出熱電勢為Vp康 銅圓箔片周邊與熱沉體(銅)形成的熱電偶的輸出熱電勢為V2，這兩個熱電 偶由于負(fù)極相接，輸出信號為兩個熱電偶熱電勢之差，該信號正比于TVT2， 亦即正比于被測量的熱流q。等效電路如圖2所示。
r = ^-& (1)
所以，該種類型熱流傳感器的輸出即對應(yīng)著被測熱流的大小，經(jīng)過校準(zhǔn) 的熱流傳感器得到靈敏度常數(shù)C之后，即可按照下式進行測量計算
"c-r (2)
式中q—測量熱流； . C—靈敏度常數(shù)； V—溫差熱電偶熱電勢輸出。 上述情況為理想情況，是假設(shè)熱流傳感器熱沉體溫度恒定不變的情況下 該類型傳感器的工作情況。在實際工作中，熱沉體的溫度不會是恒定不變的， 一般會隨著測量時間的增加而升高，這樣V2的值會隨著測量時間的增加而變大，v=vrv2的值則會降低，即輸出會變小。這就意味著，被測熱流不變的
情況下，隨著測量時間的增加，熱沉體的溫度會不斷上升，導(dǎo)致熱流傳感器
輸出信號下降，產(chǎn)生溫漂。傳感器輸出信號變化情況示意圖，如圖3所示。
針對熱流傳感器存在的上述缺陷，可以通過對熱沉體進行恒溫控制來解 決，水冷式熱流傳感器即是這種方案，但是在某些應(yīng)用場合，水冷式熱流傳 感器的使用不是很適宜，原因是為傳感器提供恒溫冷卻水不很方便。
實用新型內(nèi)容
為了解決熱流傳感器在測量過程中由于存在溫飄的而引起測得的結(jié)果偏 小的問題，正確地測量熱流，本實用新型提出了一種帶溫度補償?shù)臒崃鱾鞲?br> 器o
實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案 一種帶溫度補償?shù)臒崃鱾鞲衅?，該裝置包括 一個表面涂黑的康銅圓箔片和熱沉體，熱沉體為內(nèi)部中空的圓柱體，其材料 為無氧銅，康銅圓箔片設(shè)在熱沉體的上面并且外周與熱沉體焊接，在康銅圓 箔片的背面中心處引出一根材料為無氧銅的康銅箔片引線，在熱沉體上引一 根熱沉體導(dǎo)線。其中，熱沉體導(dǎo)線的材料為與康銅箔片相同的康銅材料。
所述的熱沉體導(dǎo)線從熱沉體的底部弓I出。
本實用新型的有益效果(l)由于本實用新型中熱沉體的引線材料與康銅 箔片的材料相同，因此即使熱沉體在測量過程中有升溫現(xiàn)象出現(xiàn)，但是由于 多了熱沉體與引線之間的電勢V3的存在抵消了電勢V2的上升，所以該熱流 傳感器能夠準(zhǔn)確地反映環(huán)境熱輻射的強度。(2)該裝置設(shè)備簡單、使用方便、 應(yīng)用場合廣。

圖1是熱流傳感器原理結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是傳統(tǒng)熱流傳感器溫差熱電偶等效電路圖。 圖3是傳統(tǒng)熱流傳感器信號輸出示意圖。
圖4是本實用新型的一種帶溫度補償?shù)臒崃鱾鞲衅鳒夭顭犭娕嫉刃щ娐穲D。
圖5是本實用新型的一種帶溫度補償?shù)臒崃鱾鞲衅餍盘栞敵鍪疽鈭D。 圖中l(wèi)一康銅箔片；2—康銅箔片引線；3—熱沉體；4一熱沉體導(dǎo)線；具體實施方式
4實施例
本實用新型的一種帶溫度補償?shù)臒崃鱾鞲衅鳎撗b置包括一個表面涂黑
的康銅圓箔片1和熱沉體3，熱沉體3為內(nèi)部中空的圓柱體，其材料為無氧 銅，康銅圓箔片1放在熱沉體3的上加工的凹槽內(nèi)并且外周與熱沉體3焊接， 在康銅圓箔片1的背面中心處引出一根材料為無氧的康銅箔片引線2，在熱 沉體3的最下端引一根熱沉體導(dǎo)線4，熱沉體導(dǎo)線4的材料為與康銅箔片相 同的康銅材料。該熱流傳感器輸出信號等效電路圖如圖4所示， r-G-^+K。 Vt和V2的情況如背景材料中所述，不再重復(fù)。隨著測量 時間的增加，熱沉體溫度不斷上升，即V3增加，在傳感器總輸出信號中，由 于V3與、-V2信號同相，Vs正向疊加到V中，起到了補償作用，使得傳感 器的穩(wěn)定性改善，補償作用效果如圖5所示。
權(quán)利要求1.一種帶溫度補償?shù)臒崃鱾鞲衅?，該裝置包括一個表面涂黑的康銅圓箔片(1)和熱沉體(3)，熱沉體(3)為內(nèi)部中空的圓柱體，其材料為無氧銅，康銅圓箔片(1)設(shè)在熱沉體(3)的上面并且外周與熱沉體(3)焊接，在康銅圓箔片(1)的背面中心處引出一根材料為無氧銅的康銅箔片引線(2)，在熱沉體(3)上引一根熱沉體導(dǎo)線(4)；該熱流傳感器的特征在于，熱沉體導(dǎo)線(4)的材料為與康銅箔片相同的康銅材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶溫度補償?shù)臒崃鱾鞲衅?，其特征在?所述的熱沉體導(dǎo)線(4)從熱沉體(3)的底部引出。
專利摘要本實用新型公開了一種帶溫度補償?shù)臒崃鱾鞲衅鳎撗b置包括一個表面涂黑的康銅圓箔片和熱沉體，熱沉體為內(nèi)部中空的圓柱體，其材料為無氧銅，康銅圓箔片設(shè)在熱沉體的上面并且外周與熱沉體焊接，在康銅圓箔片的背面中心處引出一根材料為無氧銅的康銅箔片引線，在熱沉體的上引一根熱沉體導(dǎo)線。其中，熱沉體導(dǎo)線的材料為與康銅箔片相同的康銅材料。由于本實用新型中熱沉體的引線材料與康銅箔片的材料相同，熱沉體與引線之間的電勢V₃的存在補償了由于測量過程中熱沉體升溫而引起的輸出信號偏低，所以該熱流傳感器能夠準(zhǔn)確地?zé)彷椛涞膹姸?，而且該裝置設(shè)備簡單、使用方便應(yīng)用廣泛。
文檔編號G01J5/12GK201327417SQ20082017912
公開日2009年10月14日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者王文革 申請人:北京航天計量測試技術(shù)研究所