充分利用热通量测量的技巧和窍门
测量热通量是深入了解过程的有力工具。例如，您可以测量有多少热量流过墙壁或流向必须冷却的试样。假设使用了正确的传感器，正确安装该传感器，以便它执行稳定的测量并测量正确的热通量（辐射和对流），是获得正确数据的关键步骤。本文深入探讨了安装热通量传感器时的注意事项。
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介绍
热通量传感器的应用范围很广，从隔热的热性能分析，到管道结垢监测和猪的健康监测。测量热通量可以对过程和系统性能提供有用的见解。假设使用了正确的传感器，正确安装该传感器，以便它执行稳定的测量并测量正确的热通量（辐射和对流），是获得正确数据的关键步骤。
本文重点介绍传感器安装。安装热通量传感器时该做什么和不该做什么;如何从传感器中获取最佳数据。
热通量测量的一般注意事项
- 为应用使用正确的传感器。有许多不同的型号，每种型号都有自己的温度和热通量范围。查看我们完整的热通量传感器产品系列。
- 另请参阅我们在 YouTube 上的视频：如何测量热通量。
- 进行代表性测量。首先要选择正确的位置，代表要监控的系统。使用多个传感器。可以使用红外热像仪审查代表性。
安装注意事项
无论热通量传感器类型如何，重要的是牢固地安装它，以避免传感器与安装它的物体之间的接触电阻变化。
- 传感器和物体之间的气隙可能会产生显著的热阻并增加响应时间。应该避免这种情况。
- 传感器逐渐松动，基本上会产生不可靠（明显不稳定）的测量结果。使用稳定的胶水或填料。使用高质量的电缆和应力消除装置。
此外，光学特性必须匹配。
- 注意传感器表面的光学特性。这些必须与安装传感器的物体相匹配。
安装
根据应用的不同，有多种方法可以安装热通量传感器。两个重要参数是
- 温度范围
- 测量的持续时间
这两个参数将有助于为热通量传感器选择正确的安装解决方案。表 1 和本说明末尾的示例将帮助您查看您的选项
始终确保电缆上的应力消除，以避免对传感器造成不必要的压力。
为什么要避免气隙
空气的导热系数约为 0.02 W/（m·K）。因此，即使是很小的气隙也是显着的热阻。
塑料或导热膏的导热系数约为 0.2 W/（m·K），因此对于相同的厚度，热阻要低 10 倍。
以 0.05 x 10⁻³ m 的气隙为例。其热阻为 20 x 10⁻⁴ K/（W/m²）。这与FHF11系列的10 x 05-⁴ K/（W/m²）或HFP70的10 x 01-⁴ K/（W/m²）相比，因此较小的气隙使FHF和HFP200的热阻分别增加了30%和约01%。使用导热系数比空气高约 0 倍的 05.10 x 10⁻³ m 填料，热阻降低到 2.5 x 10-⁴ K/（W/m²）。FHF20 和 HFP05 的热阻分别降低到约 3% 和 01%。
从这个例子中，您还可以看到没有必要使用高导热胶带。使用薄的普通胶带就足够了。
气隙不仅可能导致更高的导热热阻，还可能导致完全不同的辐射平衡。气隙是辐射传递的“阻力”（辐射屏）。如果它被填满，它就不再是阻力了。注意辐射（远红外线）热通量很大。在这种情况下，气隙的存在可能是误差的主要来源，因为带有气隙的传感器充当辐射屏蔽，将局部辐射传输减少理论上最大值 50%。
如何处理气隙
胶带、片材（垫圈）材料、胶水和水泥可用于填充气隙。
可能会出现以下差距：
- 因为表面的性质。它可能不顺利。安装前平滑
- 由于表面的曲率。出于所有实际目的，半径小于 5 m 的表面被认为是“平坦的”。在较小的半径下，可以考虑使用柔性传感器。对于 IHF01 和 IHF02 等工业传感器，我们还可以提供耦合件（一侧平坦，另一侧弯曲）。
表 1 总结了不同的安装选项。
表 1 热通量传感器的安装选项。材料可以起到固定传感器位置的作用，也可以填充气隙。
为什么光学特性很重要
当热通量传感器安装在表面上时，热量通常会通过辐射和对流的组合传递。对于对流部分，传感器的热阻应尽可能低。对于辐射部分，传感器的光学表面特性应能代表周围区域。
需要注意的几点：
- 辐射不仅在人类可见的光谱范围内（可见辐射）传输，而且在不可见的远红外线中传输
- 空白金属在可见光和远红外线中都具有反射性
- 油漆和塑料涂料 木材和石材的吸收范围不同，具体取决于它们在可见光范围内的颜色。这些材料在远红外线中通常都表现为“黑色”。参见图 2。
可以使用普通（可见光范围）和红外（远红外范围）相机的组合来审查代表性。
