[实用新型]贴面式传感器及吸热系数测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子、建筑、材料等行业的测量技术领域，尤其涉及一种贴面式传感器及吸热系数测量装置。 

背景技术

吸热系数定义为热导率、比热容和密度三个参数乘积的平方根，它反映材料与周围环境换热的能力。吸热系数既包含储热容量的概念(因其中含有热容)，又在某种程度上能体现物体向周围取/放热的速率的概念。因此，吸热系数常作为储能系统中评价材料蓄热特性的一个关键参数。 

早在上个世纪末，就有学者提出应用基于谐波探测的3ω测量技术来表征吸热系数。实现的方法大致是在待测材料表面制备栅栏形平面金属传感器，该平面金属传感器同时作为加热器和温度传感器，然后根据热波频率与温度变化的关系求得待测材料的吸热系数参数。分析该方法不难发现，该方法不能实现固体样品的无损检测，并且需要重复对单个样品进行绝缘膜(测量导电固体时)及栅栏形平面金属传感器的制备，因此实施工艺复杂，成本代价也较高。 

为了解决上述难题，后来又出现了基于独立型传感器的吸热系数测量装置，图1A为现有技术吸热系数测量装置测量固体样品时的示意图。图1B为现有技术吸热系数测量装置测量液体/粉末样品时的示意图。如图1A所示，吸热系数测量装置分为独立型传感器1和样品储罐3，其中，独立型传感器1包含：平面形金属传感器11、柔性覆盖膜12、柔性衬底13；样品储罐3包含：罐壳31、罐盖32、四个引线杆331至334和四个引线头33a至33d。独立型传感器1的四个引线端依次与样品储罐3上端的引线杆331～334内端电连接，样品储罐3引线杆331～334外端的引线头33a～33d经导线与后续测量电路6连接，从而完成吸热系数的测量。 

如图1A所示，当上述吸热系数测量装置测量固体样品的吸热系数时， 需要裁剪一定尺寸的两块相同样品，并且需用样品固定台夹紧由样品和独立型传感器构成的“三明治式”结构，两电流引线杆331、334通过导线接入独立型传感器两外侧引线端以微弱周期正弦电流对平面形金属传感器11电加热，平面形金属传感器11的两内侧引线端之间的基波电压及三次谐波电压信号由两电压引线杆332、333进入谐波测量单元6记录并输出，从而完成测量。这就要求在独立型传感器两侧配置的样品具有一定尺寸，这就使得该方法无法用于建筑、航天、检测等领域的现场使用。 

如图1B所示，当上述吸热系数测量装置测量液体/粉末样品时，还需配备恒温恒压腔4和温度和压力调节单元5。恒温恒压腔4包括：金属外壳41、保温层42和内腔43；温度和压力调节系统5包括：热电偶51、TEC加热/冷却器52、温度控制器53、压力传感器54、进气系统55和压力控制器56。测试时，液体/粉末样品2填充于样品储罐3中；独立型传感器1垂直放置于液体/粉末样品2里；样品储罐3放置在恒温恒压腔内腔4中，并置于内腔的底面上，独立型传感器1的四个引线端依次与样品储罐3上端贯通设置的引线杆331～334连接，外端的引线头33a～33d仍经导线与后续测量电路6连接；完成整个连接过程后，启动温度和压力调节单元5，待温度和压力到达设定值后，即可测试样品的吸热系数。而接线方式及加热、测量方法与图1A所述测量固体时相同。可见，在对液体/粉末样品测量过程中，独立型传感器1垂直放置于液体/粉末样品2里，这一操作特点无法实现样品密度的调节，因此也就不能用于分析液体/粉末样品的吸热系数随密度变化的关系。 

实用新型内容

(一)要解决的技术问题 

为解决上述的一个或多个问题，本实用新型提供了一种贴面式传感器及吸热系数测量装置。 

(二)技术方案 

根据本实用新型的一个方面，提供了一种贴面式传感器，包括：块状基体，作为支撑物；金属丝状传感器，形成于所述块状基体的顶面上，其远离所述块状基体的一侧抵接于样品上；两引线件，形成于所述块状基体 上，分别与所述金属丝状传感器的两端相连接，其末端设置引线端；以及防护薄膜层，形成于所述双螺旋形金属丝状传感器的顶面。 

优选地，本实用新型贴面式传感器中，所述金属丝状传感器为双螺旋形或蛇形。 

优选地，本实用新型贴面式传感器中，所述金属丝状传感器为双螺旋形，所述双螺旋形的直径介于10～50mm范围内；所述双螺旋形金属丝状传感器厚度介于10～100μm范围内，单根金属丝宽度介于50～500μm范围之内，金属丝总长度介于100～600mm范围内。