[发明专利]一种串联供电的薄膜热阻式热流传感器

摘要

本发明涉及一种用于热流测量的串联供电的双层热阻式热流传感器，其主体结构呈膜状或薄片状，为四层叠加形式，最下层为片状基体，从下至上依次为下受感部层、热阻层和上受感部层。两个受感部层、导线和热阻层均为膜状，两个受感部均为四线制热电阻传感器，其供电导线串联，采用同一个恒流电源串联供电，热阻层厚度和导热率已知。测量时，将热流计贴在被测物体表面，分别测得两个受感部的温度，通过温度差、热阻层的厚度和导热率，便可以计算得到垂直于被测物体表面的热流量。由于两个热电阻传感器采用同一个恒流电源串联供电，不但可以减少一个电源，还能有效避免供电电源误差对测量造成的不利影响，明显提高热流测量的精度。

主权项

1.一种串联供电的薄膜热阻式热流传感器，主体结构呈膜片状，包括一传感器基体、一下受感部层、一热阻层和一上受感部层，其特征在于，所述下受感部层、热阻层和上受感部层依次贴附到传感器基体上，其中，所述上受感部层、下受感部层分别包括测温热电阻，所述上受感部层和下受感部层的测温热电阻位于热阻层两侧对应的位置，不得发生位置偏差；所述上受感部层和下受感部层的测温热电阻的两端各有一条信号导线，所述上受感部层和下受感部层的测温热电阻分别通过其两端的信号导线连接一电压测量仪，用于测量每一测温热电阻两端的电压信号；所述上受感部层和下受感部层的测温热电阻的两端还各设有一条供电导线，并公用一个恒流供电电源，电源导线正极接入一个测温热电阻的正极，该测温热电阻负极通过供电导线连通另一个测温热电阻的正极，另一个测温热电阻的负极通过供电导线连通电源的负极，形成一个串联回路；所述热流传感器在使用时，所述传感器基体贴附到被测物体表面，通过测量所述上受感部层的测温热电阻两端的电压V₁、所述下受感部层的测温热电阻两端的电压V₂、串联回路的电流I，以及所述热阻层的厚度ΔX和热导率参数λ，所述上受感部层测温热电阻的温度系数K₁、零度时的电阻值R₁₀，所述下受感部层测温热电阻的温度系数K₂、零度时的电阻值R₂₀，利用以下数学式计算所述被测物体表面的热流密度q：