Что такое датчик теплового потока?

Что такое датчик теплового потока?

Рисунок 1. Что такое датчик теплового потока?

Датчик теплового потока — это устройство, используемое для измерения количества передаваемого тепла, также известного как тепловой поток. Тепло обычно перемещается из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой. Измеряя этот тепловой поток, можно количественно определить количество передаваемого тепла и оценить последующие изменения температуры.

Эти датчики преобразуют проходящее через них тепло в электрический сигнал. Они доступны в гибких конструкциях для изогнутых поверхностей и в водонепроницаемых версиях, подходящих для различных применений.

Применение датчиков теплового потока

Датчики теплового потока обычно используются для оценки теплоизоляционных характеристик оборудования для жилья. Благодаря достижениям в области миниатюризации и гибкости их применение вышло за рамки применения в жилищном секторе и теперь включает такие области, как электронные компоненты и автомобильная техника, где они помогают контролировать рассеивание и потери тепла.

Например, эти датчики могут быть установлены внутри электронных компонентов для измерения тепла, которое они генерируют. В автомобилях они используются для оценки потерь тепла в моторных отсеках, обогревателях сидений и кондиционерах. Кроме того, датчики теплового потока играют важную роль в измерении количества теплового потока в материалах и из них во время фазовых переходов. Одно из инновационных применений заключается в помещении измеряемого материала в датчик теплового потока в форме мешка. Такая установка позволяет измерять тепловой поток в объекте и из него и может быть соединена с охлаждающим агентом для контроля охлаждающей способности и продолжительности.

Принцип работы датчика теплового потока

Рисунок 2. Принцип работы датчика теплового потока

Датчики теплового потока работают на основе закона Фурье и эффекта Зеебека. Закон Фурье показывает, что тепловой поток на единицу площади и времени пропорционален градиенту температуры. Эффект Зеебека генерирует напряжение, когда разность температур прикладывается к веществу.

Внутренняя структура этих датчиков обычно включает в себя полупроводники N-типа и P-типа, которые демонстрируют эффект Зеебека, и термопарные материалы, такие как медь и хромель-алюмель, соединенные последовательно. Такая конфигурация усиливает небольшое напряжение, генерируемое каждым компонентом, что позволяет эффективно обнаруживать тепловой поток.

Другая информация о датчиках теплового потока

Как использовать датчики теплового потока

Рисунок 3. Как использовать датчик теплового потока

Правильный выбор и установка датчиков теплового потока имеют решающее значение. Важно придерживаться указанных пределов температурного диапазона, чтобы избежать таких проблем, как отслоение клеевой поверхности. Датчики должны быть надежно прикреплены к объекту измерения с помощью высокопроводящего клея или силиконовой смазки, чтобы свести к минимуму ошибки из-за контактного теплового сопротивления.

Перед установкой необходимо убедиться, что под датчиком не скопился воздух или посторонние предметы, а также проверить направление теплового потока и полярность выходного сигнала датчика, применив разность температур.