一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置，包括测量贴片、实时传热量测量装置和导热硅胶，测量贴片包括至少三个导热率不同的导热体、侧面保温材料和中间保温材料，相邻的导热体中间设置有中间保温材料，导热体侧面包覆有侧面保温材料；测量贴片的一端涂覆有导热硅胶，测量贴片的另一端用于实时传热量测量装置的测量；本发明专利技术基于非接触式红外测温原理，通过实时传热量测量装置测量贴在被测物体壁面的测量贴片，测量大面积、非规则固体壁面的热流密度及实时传热量，能够适应空腔型被测物体内部流体的流动、温度及压力的交变影响，以及适应外部环境参数变化的影响，具有适用范围广、测量精度高的特点。

A Measuring Device for Real-time Heat Transfer on Irregular Solid Wall

The invention discloses a measuring device for real-time heat transfer of irregular solid wall, which comprises a measuring patch, a real-time heat transfer measuring device and a thermal conductive silica gel. The measuring patch comprises at least three heat conducting bodies with different thermal conductivity, side thermal insulation materials and intermediate thermal insulation materials. The adjacent heat conducting bodies are provided with intermediate thermal insulation materials in the middle, and the side thermal insulation materials are coated on the side of the thermal conducting body. One end of the measuring patch is coated with thermal conductive silica gel and the other end of the measuring patch is used for the measurement of real-time heat transfer measurement device. Based on the principle of non-contact infrared temperature measurement, the method can measure the heat flux density and real-time heat transfer of the measuring patch on the wall of the measured object through the real-time heat transfer measurement device, and can adapt to the measured object of cavity type. The alternating effects of internal fluid flow, temperature and pressure, as well as the changes of external environment parameters, have the characteristics of wide application range and high measurement accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置
本专利技术涉及热工检测
，特别是涉及一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置。
技术介绍
在许多工业生产及民用生活领域，尤其是涉及有关非稳态导热耦合问题的研究领域，实时传热量的获取与测量在工业现场、环境保护及民用生活等各个领域受到广泛关注。现有实时传热量的获取装置主要通过热电偶测量沿热流传递方向上不同距离处的温度差推导出相应的热流密度，进而求出研究对象的传热量。然而由于热电偶的存在导致被测物体及测量元件之间不可避免的产生接触热阻，并对被测物体的外部环境产生干扰。尤其对于被测物体是大面积、不规则形状时，测量的难度及成本就更高。此外，若被测物体壁面同时受到其内部流体的流动状况、温度及压力的交变影响及外部环境参数(温度、湿度、风速等)的共同作用并影响时，将给涉及复杂参数作用下的非稳态传热耦合问题的热流密度及实时传热量的获取带来极大的挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适合大面积、非规则固体壁面热流密度及实时传热量的测量装置，能够在复杂的内、外部环境作用下，精确、实时的测量大面积、非规则固体壁面的热流密度及实时传热量，对被测物体扰动很小，应用领域广泛。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置，包括测量贴片、实时传热量测量装置和导热硅胶，所述测量贴片包括至少三个导热率不同的导热体、侧面保温材料和中间保温材料，相邻的所述导热体中间设置有所述中间保温材料，所述导热体侧面包覆有所述侧面保温材料；所述测量贴片的一端涂覆有所述导热硅胶，所述测量贴片的另一端用于所述实时传热量测量装置的测量；所述实时传热量测量装置包括红外成像模块、热流分布选择分析及处理模块、数据传输模块、数据处理分析模块和数据显示模块，所述红外成像模块与所述数据处理分析模块均与所述数据传输模块连接、所述数据传输模块与所述数据处理分析模块连接、所述数据处理分析模块与所述数据显示模块连接。优选的，所述红外成像模块包括光学处理系统、探测器和信号处理器，所述光学处理系统设置在所述红外成像模块外部的采集端，所述光学处理系统通过所述探测器与所述信号处理器连接；优选的，所述测量贴片为圆柱体测量贴片，所述圆柱体测量贴片的导热体为扇形导热片，所述圆柱体测量贴片包括第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形导热片和第N扇形导热片，所述第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形导热片和第N扇形导热片的导热率依次减小；优选的，所述圆柱体测量贴片还包括第一侧面保温材料和第一中间保温材料，所述第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形导热片和第N扇形导热片互相拼接为圆形且拼接处通过所述第一中间保温材料隔离，所述所述第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形导热片和第N扇形导热片的圆弧边通过所述第一侧面保温材料包裹；优选的，所述测量贴片为长方体测量贴片，所述长方体测量贴片的导热体为矩形导热片，所述长方体测量贴片包括第一矩形导热片、第二矩形导热片、第三矩形导热片和第N矩形导热片，所述第一矩形导热片、第二矩形导热片、第三矩形导热片和第N矩形导热片的导热率依次减小；优选的，所述矩形导热片的数量为偶数且至少设置4个；优选的，所述长方体测量贴片还包括第二侧面保温材料和第二中间保温材料，所述第一矩形导热片、第二矩形导热片、第三矩形导热片和第N矩形导热片互相拼接为矩形且拼接处通过所述第二中间保温材料隔离，所述所述第一矩形导热片、第二矩形导热片、第三矩形导热片和第N矩形导热片的直边通过所述第二侧面保温材料包裹；优选的，所述测量贴片上还设置有贴合装置，所述贴合装置设置在所述第一侧面保温材料和所述第二侧面保温材料的周围；优选的，所述测量贴片的形状为圆柱体、长方体、多边体中的任意一种；优选的，所述数据传输模块为高速数据线、光纤、蓝牙和WiFi中的任意一种；所述数据显示模块包括本地显示与远程显示，所述远程显示能够通过有线设备或蓝牙、WiFi无线设备与所述数据处理分析模块连接，所述数据显示模块为PC端或手机、平板电脑移动终端。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：1、本专利技术的测量装置基于非接触式红外测温原理，避免了在装置安装过程中对被测物体壁面的破坏，避免了对被测物体壁面温度场及热流场的扰动；同时与传统热电偶测温装置相比，无需外接电缆，提高了测量的经济性。2、本专利技术的测量装置适用于测量大面积、非规则固体壁面，并且能够根据非规则固体壁面的结构特点及温度分布特征灵活选择测点数量及测点位置，进一步提高了该测量方法的精确度及应用范围。3、本专利技术的测量装置能够适应空腔型被测物体内部流体的流动、温度及压力的交变影响，以及适应外部环境参数(温度、湿度、风速等)变化的影响，具有适用范围广的特点。4、本专利技术的测量装置结构简单、布置方便、且易于实现，热流密度的测量范围广泛，最大热流密度的测量值可以达到106数量级。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术非规则固体壁面实时传热量的测量装置的示意图；图2是专利技术实时传热量测量装置内部模块的示意图；图2.1是专利技术实时传热量测量装置中的红外成像模块的示意图；图3.1是专利技术圆柱体测量贴片的示意图；图3.2是专利技术非规则固体壁面的示意图；图3.3是专利技术紧密程度不同的三角形网格划分示意图；图4.1是专利技术四边形测量贴片示意图；图4.2是专利技术紧密程度不同的四边形网格划分示意图；其中，1-被测物体、2-测量贴片、3-实时传热量测量装置、4-导热硅胶、2.1-红外成像模块、2.2-热流分布选择分析及处理模块、2.3-数据传输模块、2.4-数据处理分析模块、2.5-数据显示模块、2.1.1-光学处理系统、2.1.2-探测器、2.1.3-信号处理器、3.1.1-第一侧面保温材料、3.1.2-第一贴合装置、3.1.3-第一中间保温材料、3.2.1-被测壁面、3.2.2-网格线、3.2.3-圆柱体测量贴片、4.1.1-第二侧面保温材料、4.1.2-第二贴合装置、4.1.3-第二中间保温材料。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1：如图1-3.3所示，本实施例是对本专利技术一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置的结构和测量过程作出详细的说明。如图1所示，本实施例提供一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置，包括测量贴片2、实时传热量测量装置3和导热硅胶4；如图2所示，实时传热量测量装置3为一集成系统，具体包括红外成像模块2.1、热流分布选择分析及处理模块2.2、数据传输模块2.3、数据处理分析模块2.4和数据显示模块2.5，红外成像模块2.1与数据处理分析模块2.4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置，其特征在于：包括测量贴片、实时传热量测量装置和导热硅胶，所述测量贴片包括至少三个导热率不同的导热体、侧面保温材料和中间保温材料，相邻的所述导热体中间设置有所述中间保温材料，所述导热体侧面包覆有所述侧面保温材料；所述测量贴片的一端涂覆有所述导热硅胶，所述测量贴片的另一端用于所述实时传热量测量装置的测量；所述实时传热量测量装置包括红外成像模块、热流分布选择分析及处理模块、数据传输模块、数据处理分析模块和数据显示模块，所述红外成像模块与所述数据处理分析模块均与所述数据传输模块连接、所述数据传输模块与所述数据处理分析模块连接、所述数据处理分析模块与所述数据显示模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种非规则固体壁面实时传热量的测量装置，其特征在于：包括测量贴片、实时传热量测量装置和导热硅胶，所述测量贴片包括至少三个导热率不同的导热体、侧面保温材料和中间保温材料，相邻的所述导热体中间设置有所述中间保温材料，所述导热体侧面包覆有所述侧面保温材料；所述测量贴片的一端涂覆有所述导热硅胶，所述测量贴片的另一端用于所述实时传热量测量装置的测量；所述实时传热量测量装置包括红外成像模块、热流分布选择分析及处理模块、数据传输模块、数据处理分析模块和数据显示模块，所述红外成像模块与所述数据处理分析模块均与所述数据传输模块连接、所述数据传输模块与所述数据处理分析模块连接、所述数据处理分析模块与所述数据显示模块连接。2.根据权利要求1所述的非规则固体壁面实时传热量的测量装置，其特征在于：所述红外成像模块包括光学处理系统、探测器和信号处理器，所述光学处理系统设置在所述红外成像模块外部的采集端，所述光学处理系统通过所述探测器与所述信号处理器连接。3.根据权利要求1所述的非规则固体壁面实时传热量的测量装置，其特征在于：所述测量贴片为圆柱体测量贴片，所述圆柱体测量贴片的导热体为扇形导热片，所述圆柱体测量贴片包括第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形导热片和第N扇形导热片，所述第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形导热片和第N扇形导热片的导热率依次减小。4.根据权利要求3所述的非规则固体壁面实时传热量的测量装置，其特征在于：所述圆柱体测量贴片还包括第一侧面保温材料和第一中间保温材料，所述第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形导热片和第N扇形导热片互相拼接为圆形且拼接处通过所述第一中间保温材料隔离，所述所述第一扇形导热片、第二扇形导热片、第三扇形...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉鹏，王亚瑟，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13