[实用新型]一种宽时高温大热流传感器

说明书

本实用新型公开了一种宽时高温大热流传感器，包含热流敏感芯体，设置在沿热流敏感芯体轴向两侧的绝热瓷环A、绝热瓷环B，不锈钢壳体，不锈钢端盖和转接板，热流敏感芯体的引出线和外接导线焊接到转接板上，热流敏感芯体由敏感面和两段截面不等的圆柱形铜储热体组成，敏感面涂覆黑体辐射涂料，圆柱形铜储热体的外表面抛光并镀上一层薄银涂层。本实用新型通过在敏感面涂覆黑体辐射涂料，提高了敏感面吸收率，储热体设计成两段截面不等的圆柱形，在前端小截面处与不锈钢外壳间、后端与热流端盖处分别放置绝热瓷环，减少热流入射时热量向储热体的传递，此外还延长了工作时间，改进了结构的整体可靠性。

技术领域

本实用新型属于测量热量技术领域，具体涉及一种宽时高温大热流传感器。

背景技术

热流传感器是测量热传递(热流密度或热通量)的基本工具，是构成热流计的最关键器件。热流传感器的性能和用途决定了热流计的性能和用途。热流传感器在科学研究、航空航天、动力工程等方面有广泛的应用，特别是高温大热流的应用，在无法采用水冷、风冷等冷却手段时，需采用自身储热的方式工作，热结构和储热体设计的优劣就决定了工作时间的长短。现有的热流传感器(高量程的一般用圆箔式原理)在储热体尺寸一定的前提下，由于暴露在高温环境下而没有良好的结构设计，导致储热体温度不能长时间恒定，从而引起传感器测量误差，限制了在一些需要长时间测量的、高量程热流情况下的应用。

为解决上述暴露在高温环境中应用的缺陷，现有专利文献中申请号为CN201010106205.X、名称为“圆箔片式大量程高温热流传感器”的发明公开了一种圆箔片式大量程高温热流传感器，以解决现有圆箔片式热流传感器的热沉体实现恒温不易等问题。该传感器配有底盖的外壳、热沉体，热沉体由主体、主体顶部中央设置的柱状凸台构成，外壳壳顶开有嵌放热沉体顶部柱状凸台的通孔，柱状凸台上嵌放有圆箔片，圆箔片的中央及边缘分别焊接有与圆箔片构成热电偶的引线，柱状凸台外套设有置于热沉体主体和外壳间的绝热环；外壳由筒状壳体和陶瓷顶盖构成；热沉体主体底部与外壳底盖间叠放设置有两个盘状陶瓷支撑，两个盘状陶瓷支撑间、置顶盘状陶瓷支撑与热沉体底部间、热沉体主体侧壁与外壳内壁间分别设有空气绝热层，所以能在高温环境中长时间工作，实现大量程测量。但该专利的缺点是正面仅是依靠绝热环阻碍热量的传递，侧面仅是依靠空气层进行隔热，仅能在短时间内保持热沉体恒温，难以达到长时间测量的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于在传感器尺寸固定、储热体尺寸也固定从而限制了测量时间，导致无法实现宽时高温大热流的测量的前提下通过优化热流传感器的结构，提出一种宽时高温大热流传感器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种宽时高温大热流传感器，包含热流敏感芯体，设置在沿热流敏感芯体轴向两侧的绝热瓷环A、绝热瓷环B，不锈钢壳体，不锈钢端盖和转接板，热流敏感芯体的引出线和外接导线焊接到转接板上，热流敏感芯体由敏感面和两段截面不等的圆柱形铜储热体组成，敏感面涂覆黑体辐射涂料，圆柱形铜储热体的外表面抛光并镀上一层薄银涂层。

进一步，上述绝热瓷环A设置在热流敏感芯体靠近敏感面的一端与不锈钢壳体之间，不锈钢壳体和绝热瓷环A上开有适当尺寸的孔，便于露出热流敏感芯体的敏感面。

进一步，上述绝热瓷环A采用易加工的微晶云母陶瓷。

热流敏感芯体远离敏感面的一端与端盖之间放置绝热瓷环B，绝热瓷环B上开有两个小孔，便于引出信号输出线。

在绝热瓷环B上放置转接板，将热流敏感芯体的输出线通过转接板上过孔焊接可靠，外接导线通过穿孔线和过孔线焊接在转接板相应位置。

作为优选，绝热瓷环B和转接板的空腔处灌以环氧胶，外接导线通过热流端盖的通孔输出到外部接入电连接器。

与现有技术相比，本实用新型在以下方面改进优化了传感器的结构和工艺：

1，敏感面涂覆黑体辐射涂料，提高敏感面吸收率；