Датчик теплового потока

Датчик теплового потока (англ. Heat Flux Sensor, нем. Wärmeflußsensor) — обычно используемое название для датчика, выдающего сигнал пропорциональный тепловому потоку через площадь датчика.

Применение

Датчики потока тепла могут быть использованы для целого ряда приложений. Одной из наиболее перспективных областей их применения является исследование качества термоизоляции зданий, а также теплоизоляционных свойств текстиля путём измерения коэффициента теплопередачи^[1] изучаемого объекта. Кроме того, возможные области применения включают в себя измерение скорости потока жидкости и газа^[2], определение температуры неинвазивными методами^[3], а также измерение мощности лазерного излучения^[4].

Применения в строительной физике

Ежедневно огромное количество энергии расходуется на отопление и охлаждение зданий, большая часть которых обладает достаточно низкой теплоизоляцией, зачастую не соответствующей современным стандартам^[5]. В связи с этим, одним из важнейших применений датчиков потока тепла является контроль за качеством теплоизоляции зданий путём измерения коэффициента теплопередачи^[6].

Действительно, согласно закону теплопередачи плотность потока тепла^[7] сквозь поверхность, например стены здания, прямо пропорционален разности температур на внешней и внутренней поверхности объекта (стены)^[8]. Данный коэффициент пропорциональности называется коэффициентом теплопередачи, или U-фактором^[9]. В таком случае, отношение плотности потока тепла, измеренного при помощи датчика потока тепла, к разности температур позволяет определить искомый параметр – коэффициент теплопередачи: чем он меньше, тем лучше изоляция исследуемого объекта (например, стены здания)^[10].

Применения в текстильной промышленности

Величина плотности потока тепла также оказывается важным параметром при разработке одежды для спортсменов и даже пожарных^[11]. Действительно, отношение плотности потока тепла, измеряемого при помощи датчика потока тепла согласно описанной выше процедуре, к разности температур на внутренней и внешней поверхности элемента одежды позволяет определить коэффициент теплопередачи материала ткани, что необходимо при разработке жаропрочных комплектов одежды^[12].

Методы измерения

!Возможно, нарушение правила ВП:ОРИСС!

Метод измерения плотности теплового потока основан на измерении перепада температур на "вспомогательной стенке" (пластинке), устанавливаемой на ограждающей конструкции здания. Этот температурный перепад, пропорциональный направлению теплового потока его плотности, преобразуется в э. д. с. батарей термопар, расположенных во "вспомогательной стенке" параллельно по тепловому потоку и соединенных последовательно по генерируемому сигналу. "Вспомогательная стенка" и батарея термопар образуют преобразователь теплового потока^[13].

Примечания

↑ 6-2. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ СТЕНКИ (неопр.). info.sernam.ru. Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 20 сентября 2016 года.
↑ Heat flux sensor for ash fouling monitoring (неопр.). Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 22 июня 2016 года.
↑ Reto Niedermann, Eva Wyss, Simon Annaheim, Agnes Psikuta, Sarah Davey. Prediction of human core body temperature using non-invasive measurement methods // International Journal of Biometeorology. — 2014-01-01. — Т. 58, вып. 1. — С. 7–15. — ISSN 1432-1254. — doi:10.1007/s00484-013-0687-2. Архивировано 21 сентября 2016 года.
↑ High-precision thermal sensors for laser power detection and heat flux measurements (неопр.). www.waldytech.com. Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 22 июня 2016 года.
↑ Damian Carrington. Britain's damp, leaky homes among Europe's most costly to heat (неопр.). the Guardian (29 ноября 2013). Дата обращения: 15 июня 2016.
↑ U-Value Measurement instead of U-Value Calculation (нем.). U-Value and Building Physics. Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 22 июня 2016 года.
↑ Плотность теплового потока q - это... Что такое Плотность теплового потока q? (неопр.) Словари и энциклопедии на Академике. Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 7 августа 2016 года.
↑ [www.xumuk.ru/teplotehnika/038.html XuMuK.ru - Теплопередача через плоскую стенку. «ТЕПЛОТЕХНИКА. КУРС ЛЕКЦИЙ», Скрябин В.И] (неопр.). www.xumuk.ru. Дата обращения: 15 июня 2016.
↑ R-value (insulation) (англ.) // Wikipedia, the free encyclopedia. — 2016-06-10.
↑ greenTEG AG Switzerland: Thermal Sensing & Energy Harvesting. U-Value Measurements with greenTEG's U-Value Kit (неопр.) (1 декабря 2015). Дата обращения: 15 июня 2016.
↑ Textile Fabrics and Thermal Insulators (неопр.). Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 18 апреля 2016 года.
↑ Evaluation of New Test Methods for Fire Fighting Clothing (неопр.). Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 10 сентября 2006 года.
↑ Измерение плотности тепловых потоков (неопр.). www.printsip.ru. Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 1 апреля 2016 года.

Ссылки

[1] 6-2. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ЧЕРЕЗ СТЕНКИ (неопр.). info.sernam.ru. Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 20 сентября 2016 года.

[2] Heat flux sensor for ash fouling monitoring (неопр.). Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 22 июня 2016 года.

[3] Reto Niedermann, Eva Wyss, Simon Annaheim, Agnes Psikuta, Sarah Davey. Prediction of human core body temperature using non-invasive measurement methods // International Journal of Biometeorology. — 2014-01-01. — Т. 58, вып. 1. — С. 7–15. — ISSN 1432-1254. — doi:10.1007/s00484-013-0687-2. Архивировано 21 сентября 2016 года.

[4] High-precision thermal sensors for laser power detection and heat flux measurements (неопр.). www.waldytech.com. Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 22 июня 2016 года.

[5] Damian Carrington. Britain's damp, leaky homes among Europe's most costly to heat (неопр.). the Guardian (29 ноября 2013). Дата обращения: 15 июня 2016.

[6] U-Value Measurement instead of U-Value Calculation (нем.). U-Value and Building Physics. Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 22 июня 2016 года.

[7] Плотность теплового потока q - это... Что такое Плотность теплового потока q? (неопр.) Словари и энциклопедии на Академике. Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 7 августа 2016 года.

[8] [www.xumuk.ru/teplotehnika/038.html XuMuK.ru - Теплопередача через плоскую стенку. «ТЕПЛОТЕХНИКА. КУРС ЛЕКЦИЙ», Скрябин В.И] (неопр.). www.xumuk.ru. Дата обращения: 15 июня 2016.

[9] R-value (insulation) (англ.) // Wikipedia, the free encyclopedia. — 2016-06-10.

[10] greenTEG AG Switzerland: Thermal Sensing & Energy Harvesting. U-Value Measurements with greenTEG's U-Value Kit (неопр.) (1 декабря 2015). Дата обращения: 15 июня 2016.

[11] Textile Fabrics and Thermal Insulators (неопр.). Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 18 апреля 2016 года.

[12] Evaluation of New Test Methods for Fire Fighting Clothing (неопр.). Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 10 сентября 2006 года.

[13] Измерение плотности тепловых потоков (неопр.). www.printsip.ru. Дата обращения: 15 июня 2016. Архивировано 1 апреля 2016 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]