[发明专利]热真空环境下使用的瞬态热流计及热流测量方法

权利要求书

1.一种热真空环境下使用的瞬态热流计，包括腔壁温度恒定的等温腔体，等温腔体内保持真空环境，等温腔体的开口上方覆盖有金属箔片，金属箔片上下表面的至少一侧上涂覆有绝缘层，绝缘层上方通过镀膜法交错设置有铜层和镍层，铜层与镍层之间形成结合界面，金属箔片的上下表面分别涂覆发射率不同的两种材料，两种材料直接涂覆在金属箔片上或者涂覆在铜层和镍层上，发射率不同的两种材料在铜层和镍层上交错形成发射率不同的涂层一和涂层二，涂层一和涂层二之间也形成结合界面，分别覆盖铜层与镍层的结合界面并以对应位置的结合界面为对称线对称分布，金属箔片上表面的涂层一、涂层二分别对应于金属箔片下表面的涂层二和涂层一，其中，两端的铜层外侧分别连接有引线，等温腔体的外侧设置有测量其温度的温度传感器。

2.如权利要求1所述的瞬态热流计，其中，引线连接有电势采集装置。

3.如权利要求1所述的瞬态热流计，其中，所述金属箔片为不锈钢箔或铜箔或铝箔。

4.如权利要求1所述的瞬态热流计，其中，所述镀膜法包括磁控溅射镀膜、离子束镀膜或射频镀膜。

5.如权利要求1-4任一项所述的瞬态热流计，其中，两种涂层的材料之一为黑漆、白漆或灰漆；另一种为铝粉漆。

6.如权利要求1-4任一项所述的瞬态热流计，其中，等温腔体的材料为铝或铜或银或它们的合金。

7.如权利要求1-4任一项所述的瞬态热流计，其中，金属箔片的上下表面一侧上设置有绝缘层，一侧上未设绝缘层。

8.一种利用权利要求1-7任一项所述瞬态热流计测量热流的方法，包括如下步骤：

1)首先进行瞬态热流计的标定工作，标定热流计时，先将等温盒去除，将瞬态热流计中的带有镀膜、涂层的金属箔片两侧分别正对两个黑体腔的出口，分别距离黑体腔出口1～5mm；

2)将瞬态热流计引出的两铜线分别接入电势采集装置的正负极；

3)测量黑体腔一和黑体腔二的温度分别为T₁和T₂，电势采集装置的输出电势为u；调整黑体腔一和黑体腔二的温度，获得不同的电势，根据最小二乘法拟合获得电势、黑体腔一和黑体腔二温度的关系式T₁⁴＝K·u+T₂⁴，其中系数K采用最小二乘法对各温度数据和电势数据拟合得到，完成标定工作；

4)将瞬态热流计放入被测环境内，引出铜线接入电势采集装置，电势采集装置、等温盒的温度传感器也电连接到数据采集设备；

5)测量时获得铜线间的电势为u，等温盒的温度为T_d；

6)则瞬态热流q为q＝5.67×(K·u+T_d⁴)×10^-8。