Metodă de măsurare a fluxului termic

G01K17 / 08 - bazat pe măsurarea diferenței de temperatură

Proprietarii brevetului RU 2488080:

Societatea cu răspundere limitată „Inovație și Dezvoltare“ (RU)

Invenția se referă la domeniul Termometria și poate fi utilizat pentru măsurarea transferului de căldură de pe suprafețe, de exemplu, dispozitive de încălzire în sistemele de încălzire ale clădirilor pentru controlul sistemelor de încălzire pentru determinarea mărimii pierderilor de căldură în clădiri și în alte domenii în care este necesară pentru a controla procesul de transfer de căldură. Metoda conform invenției pentru măsurarea fluxului termic, care se realizează prin instalarea în calea fluxului de căldură a condensatorului feroelectric, condensatorul este furnizat impulsuri de tensiune electrod depolarizanți. În continuare, se măsoară viteza de variație a tensiunii la descărcarea condensatorului și determină dependența fluxului de căldură pe rata variația tensiunii de calibrare și fluxul de căldură. Rezultatul tehnic: precizia de măsurare a variabilei și fluxul de căldură constantă a crescut. 1 ZP f ly-2-il.

Invenția se referă la echipamentul de măsurare și poate fi utilizat pentru măsurarea transferului de căldură de pe suprafețe, cum ar fi dispozitivele de încălzire în sistemele de încălzire ale clădirilor pentru controlul sistemelor de încălzire pentru determinarea mărimii pierderilor de căldură în clădiri și în alte domenii în care este necesară pentru a controla procesul de transfer de căldură.

În rezistențe termice cunoscute fluxului termic poate fi indirect determinată de valorile temperaturii măsurate în diferite puncte ale obiectului testat. definesc în mod tipic o densitate a fluxului termic q [W / m 2] și anume curgă printr-o unitate de suprafață

unde λ - conductivitatea termică [W / mK], t - valori ale temperaturii la anumite puncte ale obiectului, între care este determinat fluxul termic.

În măsurarea fluxului termic la ușă înregistrată, pentru senzori de curgere exemplu căldură 3 ferme indiv-Danfoss, temperatură măsurată între punctul caracteristic și radiatorul suprafață aerul din cameră încălzită, în care temperatura camerei este constantă și corespunde valorii programate valoarea standard de 20 ° C Cu toate acestea, condiția de a avea o valoare fixă ​​a doua temperatură nu este întotdeauna fezabilă.

Dificultatea constă și în faptul că X conductivitate termică este de multe ori nu este cunoscută, și, dacă este necesar, să efectueze o metodă de măsurare directă, folosind un senzor de flux de căldură.

Un dezavantaj semnificativ al acestei metode este necesitatea unor plăci precise de măsurare a temperaturii, pentru care trebuie să fie crescută. Pentru a mări sensibilitatea ar trebui să fie, de asemenea, utilizat termocuplu mnogospaynye. grosime crescută înseamnă greutate crescută și dimensiunea senzorului și pentru a crește proprietățile sale termoizolante, ceea ce conduce la creșterea erorilor sistematice de măsurare a debitului plăcilor.

Metoda cunoscută pentru măsurarea debitului de căldură conținută în L.Geiling hârtie, als Das Termoelement Strahlungsmesser. (Zschr. Phis. Bd. 3.12, 1951). Această metodă utilizează un senzor aranjate în formă de plăci formate din serii de alternante materiale termocuple (de exemplu, cupru și constantan). Limitele dintre straturile sunt înclinate la un unghi de 20-45 ° față de planele senzorului. Sonda este poziționată în raport cu fluxul, astfel încât între suprafețele sale superioare și inferioare a avut loc diferența de temperatură care conduce forța termo-electromotoare. Se măsoară electromotoare termo care se acumulează de-a lungul suprafeței senzorului și dependentă liniar gradientul de temperatură și, în consecință amplitudinea fluxului de căldură.

Dezavantajul acestei metode se consideră că punerea sa în aplicare ar trebui să fie utilizat în materialele de senzori cu dramatic diferite proprietăți termice, termoelectrice.

În metoda cunoscută se bazează pe măsurarea debitului în funcție de constanta dielectrică la temperatură - apare o modificare în polarizarea feroelectric, care este o consecință a deformării rețelei cristaline. Gradul de polarizare depinde de cantitatea de căldură absorbită feroelectrice. Cu toate acestea, în cazul în care temperatura nu se schimbă, polarizarea scade tarifele gratuite din atmosfera si, datorita conductivitatii interne existente. Astfel, tensiunea măsurată nu se va caracteriza fluxul termic real. Acest fenomen limitează utilizarea condensatoarelor feroelectrice măsurători o singură dată.

Obiectul invenției este de a furniza o metodă de măsurare a fluxului de căldură, ceea ce permite de a monitoriza continuu magnitudinea fluxului termic al obiectului controlat.

Acest obiectiv este realizat datorită faptului că în metoda propusă de măsurare a fluxului de căldură, precum și în modul cunoscut pentru a seta fluxul de căldură condensator feroelectrice. Dar, în contrast cu stadiul cunoscut, în metoda propusă este livrată plăcile condensatorului depolarizatoare impulsuri de tensiune, se măsoară viteza de schimbare a tensiunii în timpul descărcării condensatorului și determină dependența fluxului de căldură pe rata variația tensiunii de calibrare a fluxului de căldură.

Rezultatul tehnic Atins este realizarea posibilității de măsurare continuu, nu numai în schimbare, dar, de asemenea, un flux constant de căldură.

Totalitatea caracteristicilor esențiale ale acestora, formulate în revendicarea 2, caracterizat printr-o metodă de măsurare a debitului de căldură, în care măsurarea ratei de variație a tensiunii pentru a produce porțiunea inițială a respectivei rate de decelerare.

În această regiune cota curbei variație a tensiunii temperaturii asupra feroelectrice domeniu structura crește și asigură o sensibilitate maximă a metodei.

Invenția este ilustrată prin desene, unde în Figurile 1 și 2 prezintă curbele de dezintegrare ale tensiunii pe condensatori cu zonă diferită de BaTiO3 feroelectric

1, suprafața condensatorului este de 100 mm 2 și Imagine 2 - de 25 mm 2. Grosime în ambele cazuri aceeași, egală cu 0,1 mm.

Invenția se bazează pe următoarea relație:

Ecuația de căldură pentru cazul unidimensional:

λ ∂ 2 ∂ x 2 t + P V = ρ c T ∂ t ∂ τ.

în cazul în care PV. [W / m3] - alimentare internă sursa de energie; cT [J / K] - căldura specifică; ρ [kg / m3] - densitatea, τ - timp.

Dacă un câmp uniform de temperatură, se poate scrie:

P V = ρ c T ∂ t ∂ τ.

Apoi, căldura totală degajată, adică, fluxul de căldură:

P = ρ c T V ∂ t δ τ.