Sensor de flujo de calor de resistencia térmica del sensor de flujo de calor (sensor de flujo de calor de termopila)
El tipo de resistencia térmica (sensor de flujo de calor de termopila o sensor de flujo de calor de gradiente de temperatura) es el tipo de sensor de flujo de calor más utilizado. El principio de este tipo de sensor es: cuando un flujo de calor pasa a través del sensor de flujo de calor, se genera un gradiente de temperatura en la capa de resistencia térmica del sensor, de acuerdo con la ley de Fourier, se puede obtener la densidad del flujo de calor a través del sensor. Suponga que la dirección del vector de flujo de calor es perpendicular a la superficie isotérmica:
q = dQ / ds = -λ dT / dX
Donde: q es la densidad del flujo de calor. ; dQ es el calor que fluye a través del área pequeña en la superficie isotérmica, dS es el flujo de calor; dT / dX es el gradiente de temperatura perpendicular a la dirección de la superficie isotérmica; λ es la conductividad térmica del material; las superficies con temperaturas T y T ΔT son paralelas:
q = - λΔT / ΔX
En la fórmula: ΔT es la diferencia de temperatura entre las dos superficies isotérmicas ΔX es la distancia entre ellas; las dos superficies isotérmicas.
Siempre que conozca el espesor ΔX de la capa de resistencia térmica, la conductividad térmica λ y la diferencia de temperatura medida ΔT, podrá conocer la densidad del flujo de calor que pasa. Cuando se utilizan un par de termopares para medir la diferencia de temperatura ΔT, la diferencia de temperatura es proporcional a la densidad del flujo de calor y el valor de la diferencia de temperatura también es proporcional a la fuerza electromotriz generada por el termopar. la fuerza termoelectromotriz puede reflejar la densidad del flujo de calor:
q = Kr·E
En la fórmula: Kr es la resolución del sensor de flujo de calor, W/(㎡·μv); E es la diferencia de temperatura del potencial termoeléctrico de la sonda;
La resolución Kr es un parámetro de rendimiento importante del medidor de flujo de calor de resistencia térmica y su valor numérico refleja la sensibilidad del sensor de flujo de calor. Cuanto menor sea el valor de Kr, más sensible será el sensor de flujo de calor, y su recíproco se denomina sensibilidad Ks del sensor de flujo de calor (Ks=1/Kr).
Para mejorar la sensibilidad del sensor de flujo de calor, es necesario aumentar la señal de salida del sensor. Por lo tanto, es necesario conectar muchos termopares en serie para formar una termopila, de modo que el sensor de flujo de calor funcione correctamente. Las señales de temperatura medidas en ambos lados de la capa de resistencia térmica están conectadas en serie. Todas las señales de termopar se superponen una por una, y la señal grande puede reflejar las características promedio de múltiples señales.
La termopila es el componente central del sensor de flujo de calor por resistencia térmica y también el componente central de otros sensores de flujo de calor por radiación.