[实用新型]一种基于硅橡胶基材的柔性热流传感器

说明书

本实用新型为一种基于硅橡胶基材的柔性热流传感器。本实用新型涉及物体表面热流损失测试传感器，具体为可应用于设备非平面(曲面)及粗糙表面热损耗测试的柔性热流传感器。本实用新型采用长100mm、宽16mm、厚2mm硅橡胶制做柔性热阻机芯，外部绕制铜镍合金线绕组，以柔性热阻机芯长度方向中心线所在且垂直于柔性热阻机芯表面的平面为对称面，一半电镀铜，形成T型热电偶堆的柔性热流传感器机芯；将两组热流传感器机芯串联形成热流传感器机芯组。用高温引线将热电偶堆芯组两端引出，外部覆盖厚度1mm硅橡胶，整体硫化，形成一个可弯曲，表面带弹性的柔性热流传感器。

技术领域

本实用新型涉及热流测试传感器，具体为可应用于设备非平面(曲面)热损耗测试的柔性热流传感器，即一种基于硅橡胶基材的柔性热流传感器。

背景技术

在农业生产、航空航天、能源工程、建筑暖通以及人们的日常医疗生活中，存在大量的热损耗问题有待解决，准确测量热损耗量，是一个难题。热流密度测试传感器的发明，就是解决以上的问题的关键技术。所谓热流密度，就是指单位时间单位面积上所传递的热量，单位为W/m2，简称热流。

接触式热流测试，实际是单一形式的传热过程，即导热传热。要求将热流传感器与被测面紧密贴合，完全消除空气对流引起的热能传导，只有导热传热在进行。比较常见的热流传感器大都是热阻式的，即在某种具有一定热阻的材质上，用特殊工艺制作形成热电偶堆，热电偶的两个节点分布在热阻材质的两面。由于有热阻，就会在热阻材质两面形成温差，热电偶堆就会产生热电势。所产生的热电势同所通过的热流成线性比例。由于制作工艺受限，硬材质的传感器不能弯曲，只能测试平面热流，同时平面的粗糙度也会影响测试结果。所以需要开发一种柔性可弯曲的，同时具有一定弹性表面的热流传感器，以达到自动填补被测物粗糙表面的空隙，实现对曲面物体及粗糙物体表面的热流损耗进行准确测试。

实用新型内容

本实用新型研发出一种基于硅橡胶基材的柔性热流传感器，解决了上述提出的技术问题。

本实用新型采用的技术手段如下：一种基于硅橡胶基材的柔性热流传感器，包括热流传感器机芯、硅橡胶基座和硅橡胶覆盖表皮，所述硅橡胶覆盖表皮整体包裹于所述热流传感器机芯和所述硅橡胶基座表面，所述硅橡胶基座上设置机芯槽，所述热流传感器机芯设置于所述机芯槽内，所述热流传感器机芯包括硅橡胶柔性热阻机芯和铜镍合金线，所述铜镍合金线绕制在所述硅橡胶柔性热阻机芯上所述热流传感器机芯外侧的所述铜镍合金线表面设置电镀铜层。

进一步的，上述技术方案中，所述热流传感器机芯为由耐高温硅橡胶硫化而成的长100mm、宽16mm、厚2mm的长条状的硅橡胶机芯。

进一步的，上述技术方案中，所述热流传感器机芯为硅橡胶硫化而成的热流传感器柔性热阻机芯。

进一步的，上述技术方案中，在硅橡胶柔性热阻机芯上，绕制直径0.2mm 的铜镍合金线，以硅橡胶柔性热阻机芯的中轴线所在的垂直于硅橡胶柔性热阻机芯表面的平面作分界面，分界面一侧的铜镍合金线上设置电镀铜层，设置所述电镀铜层的铜镍合金线为T型热电偶堆。

进一步的，上述技术方案中，所述机芯槽为长110mm、宽50mm、厚3mm 且设置在所述硅橡胶基座一侧平面，所述机芯槽包括两个对称于所述硅橡胶基座长度方向中轴线设置的芯槽，两个所述热流传感器机芯相互对称的分别设置于所述机芯槽的两个所述芯槽内。

进一步的，上述技术方案中，所述基于硅橡胶基材的柔性热流传感器整体长110mm、宽50mm、厚4mm。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种基于硅橡胶基材的柔性热流传感器，整体为柔性可弯曲，使用灵活，能够测量平面和曲面的物体表面的数据；

(2)本实用新型的一种基于硅橡胶基材的柔性热流传感器，同时具有一定弹性表面，能够自动填补被测物粗糙表面的空隙，实现对曲面物体及粗糙物体表面的热流损耗进行准确测试；