Объединяя лучших
Москва:
Санкт-Петербург:
Новосибирск:
Екатеринбург:
Нижний Новгород:
Челябинск:

Датчики теплового потока CAPTEC

КОМПАНИЯ CAPTECСсылка на сайт компании Captec - www.captec.fr

Датчики телового потока

Датчики теплового потока для измерения трёх режимов передачи тепла

  • Жёсткие или гибкие
  • Водонепроницаемые, с изоляцией
  • Могут работать при высоком давлении
  • Могут использоваться для криогенных измерений
  • Нет влияния температурного дрейфа на чувствительность
    Некоторые датчики имеют чёрное покрытие для измерения всех трёх способов теплообмена
  • Для измерения конвективного теплообмена применяется Al покрытие
  • Стандартные датчики являются многоцелевыми

 

ОПИСАНИЕ:
Датчики тепловых потоков CAPTEC имеют малую толщину (0,45 мм) и медное покрытие с внешних сторон.
Выходной шлейф состоит из двух разъемов для выхода сигнала с датчика теплового потока и двух разъемов для выхода со встроенной термопары.

Так как плотность энергии на границе между хорошим и плохим проводником тепла связана с тепловым потоком в нем, градиентом и теплопроводностью, то в датчиках CAPTEC имеются контакты материалов с хорошей и плохой проводимостью тепла, чтобы зафиксировать плотность статических зарядов, распределенных по линиям теплового потока.
Когда распределение линий теплового потока по краям не симметрично относительно центра перехода, электрический заряд распределяется по линиям теплового потока параллельно к поверхности плохо проводящей подложки. Напряжение выходного сигнала при этом не зависит от того или иного распределения, таким образом, воспринимающая область датчика ведет себя как абсолютно чёрное тело.

Чувствительность прибора не зависит, нанесено ли на датчик черное или отражающее Al покрытие. Если чувствительную область датчика покрыть отражающим Al, то перенос энергии излучением станет незначительным, но все три режима теплопередачи продолжат измеряться правильно. В вакууме передача теплоты конвекцией невозможна и перенос энергии излучением измеряется с помощью чувствительного прибора.


КАЛИБРОВКА:

  • Калибровка датчика теплопроводности заключается в измерении его выходного сигнала на единицу теплового потока согласно закону Фурье (φ=-λVθ).
  • Калибровка датчика излучения заключается в измерении его реакции на единицу лучистого теплового потока φ= σ(T4E - T4S) по закону Стефана Больцмана.
  • Измерение всех трёх режимов теплообмена или любой комбинации из них в Вт/м2 состоит в делении полученного выходного напряжения на чувствительность датчика.
  • Чем больше размеры воспринимающей области, тем больше его чувствительность (около 0,5 мВ/Вт/м2 для каждого дополнительного квадратного см2 воспринимающей области датчика). Важной проблемой, встречающейся на практике, является определение величины площади датчика для точного измерения ожидаемого теплового потока или минимального обнаруживаемого теплового потока.
  • Все три режима переноса тепла измеряются с постоянной чувствительностью (измеряется в мВ/Вт/м2) в широком диапазоне, простирающемся от долей Вт/м2 до нескольких сотен кВт/м2.
  • Чувствительность не зависит от температуры датчика. CAPTEC датчики используются в широком диапазоне рабочих температур, простирающемся от криогенных температур до 300°C; (200°C для стандартных устройств).
  • Все датчики калибруются фирмой CAPTEC (а не сертифицированными лабораториями) и поставляются с тарировочными характеристиками чувствительности. Кроме того, могут поставляться сертифицированные калибровки датчиков излучения (наш вторичный эталон сертифицирован COFRAC). Если необходимо, калибровки COFRAC могут быть доставлены из сертифицированных лабораторий.
  • Измерение теплового потока обратимым путём позволяет устранить тепловой шум, являющийся одним из основных ограничений тепловых измерений.
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ: 

Измерение теплового потока по закону Фурье

  • Измерение теплового потока по закону Фурье

Если тепловой поток проходит через теплоизоляционную плиту через два датчика теплового потока, установленных на внешних поверхностях плиты, то:
Тепловой поток, который входит и выходит из плиты (описываемый законом Фурье для пластины φ=-λVθ) последовательно измеряется двумя датчиками теплового потока (в Вт/м2). Средняя разность температур, создающая тепловой поток в плите, измеряется блоком дифференциальных термопар. Коэффициент теплопроводности определяется как отношение теплового потока (φ=-λVθ) к единице градиента температуры (Vθ=ΔT/l).

Измерение теплового потока в тестере теплопроводимости

  • В тестере теплопроводности

Такой способ измерения используется для определения теплопроводности образцов в виде пластин, толщина которых составляет около 1/10 продольного размера. Разность температур, вызывающую тепловой поток через образец доводят до 10 °C и измеряют средне разностным датчиком температуры. Теплопроводность λ определяется как средний тепловой поток (φ=-λVθ) к единице температурного градиента (Vθ=ΔT/l). Теплоизоляционные материалы могут быть испытаны без эталонных образцов. Высокая точность измерений (лучше, чем 3%) получена на образцах с малым коэффициентом теплопроводности λ < 5 Вт/м°С.

Измерение теплового потока непосредственно на месте измерения

  •  Непосредственно на месте измерения

Использование этого принципа измерения может быть распространено и на измерение в теплоизолированных стеновых секциях. Все три режима переноса тепла в стене составного сечения измеряют с помощью двух последовательно связанных датчиков теплового потока расположенных с двух сторон панели, Вт/м2. Разность температур, вызывающую тепловой поток в стене, измеряют с помощью ряда встроенных дифференциальных термопар. Таким образом, качество теплоизоляции (удельный тепловой поток на единицу средней разности температур) определяется из измерения потока тепла в Вт/м2 и градиента температуры в °С/м. Температура измеряется с помощью ряда дифференциальных термопар.

Измерение всех трёх режимов передачи тепла

  •  Измерение всех трёх режимов передачи тепла

Для определения теплового потока гибкие датчики теплового потока установлены на стенке реактора и измеряют все три способа переноса тепла внутри реактора и в окружающей среде. Тепловой поток, образующийся от высокой температуры в реакторе, измеряется самостоятельно по перепаду температур, который этот поток вызывает. Энергетические потери, вызванные движением жидкости и разностью температур внутри реактора и в окружающей среде, не фиксируются. Калибровка датчика реактора заключается в том, чтобы обнаружить его реакцию на все три режима передачи тепла от известного источника энергии, погруженного в реактор (в реактор погружен миниатюрный обогреватель). При калибровке, тепловой поток измеряется в Вт/м2 независимо от условий теплообмена.

Измерение теплового потока методом сравнения тепловых потоков

  •  Сравнение тепловых потоков

- Датчик с черным покрытием измеряет все три способа теплопереноса, Вт/м2.
- Датчик с Al отражающим покрытием не реагирует на способ передачи энергии излучением.
- Когда калиброванные датчики (находящиеся при температуре их металлических подложек) установлены дифференциально, то они будет измерять перенос энергии излучением. Такие измерения не являются температурно-зависимыми.
- Исходное значение тарировочной кривой датчика излучения представляет режим передачи тепла за счет конвекции на границе стенка – жидкость.

Покрытый фольгой датчик, установленный на медном основании в воздухе, измеряет лучистый тепловой поток φ= εσ(T4E - T4S) описываемый законом Стефана Больцмана пропорционально излучательной способности датчика, без потерь энергии. Соответствующих изменений температур в датчике, вызванных поглощением излучения и рассеиванием энергии в окружающей среде не обнаружено.

Измерение теплового потока методом сравнения тепловых потоков от светящихся источников

  •  Сравнение тепловых потоков от светящихся источников

Если два дифференциально связанные датчики тепловых потоков установлены на обеих сторонах медного основания и расположены в воздухе между двумя горящими лампами, то они способны измерить все три вида тепловых потоков от ламп, даже если температура их основания непрерывно изменяется в зависимости от длины волны и вида (видимой или инфракрасной) энергии, передаваемой излучением.

 Измерение теплового потока с помощью устройства для фиксации теплового излучения

  •  Устройство для фиксации теплового излучения

- Для восприятия теплового излучения от факела в окружающей среде (в диапазоне 0 - 4 кВт/м2). Для измерения асимметричного излучения между теплыми или холодными панелями, холодными окнами ....
- Независимо от температуры датчика, которая может непрерывно меняется.
- Линейные показания
- Площадь зондирования: 150x150 мм
- Чувствительность 100 мВ/кВт/м2
- Без стеклянного купола
- Считывание показаний на любом мВ-индикаторе