热通量传感器热分析仪的应用原理

一、概述

众所周知，热电偶作为常用的一种测温仪。它是通过测量过程中，冷端与热端形成温差确定。该热感应测温仪------热通量传感器，是数个热电偶串联起来的热电堆，以热电堆温度差势来感应分析热流。目前，在新材料研制上，一般它安装测量只可在材料表面进行，而直接将热通量传感器埋入炉壁内部，获取内部测试数据则受到限制。

二、讨论内容

热通量热分析仪在材料表面安装使用；

热通量失真导致误差的影响因素；

解决失真误差的途径

热通量热分析仪对热导率和定压比的两者及应用方法

三、具体分析

表面安装，研究分析表明：传感器存在两个特性：一是“边缘泄漏”；二是热通量指示低于一维热通量，且低于未经失真的热通量。因失真引起的误差，必须考虑影响因素包括，①热阻②传感器大小③隔离层尺寸。此外，热通量热分析仪无法避免周围环境的影响，如周围介质的辐射换热和对流换热等，还应避免阳光直射。

其中，热阻分为传感器与壁面接触电阻、传感器本身热阻、环境热交换（即对流和辐射）引起的热阻。通过有关理论公式，为减少误差，应尽量选取较薄传感器，减少接触电阻；

传感器尺寸，经试验证明，迎选择薄的、高传导材料可有效降低传感器电阻；

隔离层大小，也是一种有效减小热通量热分析仪的测量误差。由大量实验数据表面，合理选择隔离层大小，适当加大热电堆宽度对测量有利，可获得传感器较大传输信号。

四、热通量热分析仪应用

一是，用于材料热传导率的测量，以样品在冷热平面测试板之间的温差，结合有关公式可计算出材料热传导率。

二是，用于定压比热测量，常与各类热分析仪，测量出材料热特性参数——定压比热。

五、热分析仪传感器结构对误差影响

该热通量热分析仪的敏感元件是热电堆，由高传导率金属，热偶材料和铜—康铜等组成，其冷端与热端分别位于靠近传感器的两个表面方向。由于采用的热电堆温度分布不均匀，造成的每一支热偶冷热端会形成一个附加电压信号，引起热通量失真，称为“微观失真”。

总结结论为：检定常数与周围材料热导率有关；