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熱流傳感器簡介
本系列研討會旨在幫助您了解傳熱和溫度。溫度是大多數人測量的，但是熱傳遞對于工程應用同樣重要。車間使用熱電偶和熱流傳感器的組合來同時測量這兩個量。傳感器輸出由數據采集板（DAQ）讀取，數據采集板通過USB端口連接到筆記本電腦。在計算機上加載一個程序，以圖形方式顯示結果并提供一個控制面板。
熱傳遞（q）是熱能隨時間的運動。典型的單位是瓦特，與功率相同，它是機械能的運動隨時間的函數。熱通量是每表面積（q”）的熱傳遞，單位為瓦特/平方米。這類似于功率密度。它是通過一個薄而平的傳感器測量的，傳感器被封裝在一個塑料蓋中。它輸出一個電壓（E），該電壓與根據提供的校準的熱流成正比，通常以微伏/瓦/平方米的形式給出，
𝑞”=𝐸/𝑆
當提供傳感器的校準值時，計算機程序自動進行此轉換。
圖1熱流傳感器組件
為了測量溫度，提供了兩個熱電偶。一個作為熱流傳感器的一部分連接。另一種是一組單獨的導線，一端焊接在一起形成熱電偶接頭。熱電偶測量從這個接頭到導線另一端連接點的溫差。DAQ自動測量連接溫度并調整電壓輸出，以給出絕對溫度值。
同時，這允許直接測量單個溫度和溫差。傳熱是由溫差驅動的。總有一個在較高溫度下的熱能源在較低溫度下移動到能量阱。因此，了解工程系統中的源、匯溫度以及由此產生的熱通量是非常重要的。
熱流傳感器套件提供如圖1所示的組件。包括一個帶有熱電偶的熱流傳感器、一個單獨的熱電偶、一個數據采集卡、一個鋁試片、一個鋁翅片、一小塊木頭、一個薄加熱器和一小塊布。加熱器的設計目的是從數據采集系統獲取能量，為一些車間提供熱源。很多車間都把人體作為熱源，這樣可以讓你在測量結果的同時感受熱過程。
為了進行測量，將熱流傳感器置于熱源和散熱器之間。這可以像一張桌子，你的手，你的手臂和周圍的空氣一樣簡單。熱通量傳感器可以用膠帶粘在一個表面上，也可以放在兩個物體之間以固定它。可以在傳感器頂部使用單面膠帶，也可以在傳感器和表面之間使用雙面膠帶。無論哪種情況，目標都是在整個傳感器和表面之間建立良好的接觸，以獲得良好的讀數。
研討會#1-介紹作業
1.觀看關于熱量和溫度的介紹視頻。
2.組裝系統。確保接線正確，如圖2所示。彩色導線的放置非常重要。從左側開始，前兩條導線是熱流傳感器（白色然后是紅色）。接下來的兩根導線是熱電偶（藍色然后是紅色）。接下來的兩個是第二個熱電偶（藍色然后紅色）。加熱器的最后兩條導線依次為黑色。
3.確保計算機上安裝了正確的計算機程序。
4.將DAQ插入USB端口（至少2.0或更高版本）。
5.啟動程序。應出現如圖3所示的屏幕。
6.撥動屏幕上的開關，確保數據采集和加熱器都在工作。紅色按鈕在工作時應變為綠色。
7.記錄從源到匯的熱通量和傳感器溫度。注意，熱流傳感器的輸出是定向的。在一個方向上，熱通量讀數應為正，如果傳感器翻轉，則輸出應為負。然而，熱電偶只測量某個位置的溫度。它沒有正值和負值。在所有情況下，如果導線斷開或斷開，輸出將非常大且無響應。使用“保存”按鈕創建excel文件。此文件將有四列，以秒為開始，然后是以W/m2為單位的熱流，第三列是傳感器溫度（°C），第四列是第二個溫度（°C）。
圖3電腦操作畫面
圖2 DAQ接線圖
測量說明：
q“=T=
這些值是否符合您的期望（包括標志和方向）？
解釋原因。 |
