专利名称：一种热流密度测量装置和方法
技术领域：
本发明涉及热流密度测量领域，尤其涉及一种热流密度测量装置及方法。
背景技术：
在传热领域的基础研究中，通过测量壁的热流密度进而获得流体侧的对流换热系数或辐射换热系数(或称为辐射换热表面传热系数)是一种研究换热特性的主要方法。如对各种管件壁的热流密度测量是推导其内部流体换热规律的主要途径；在核电领域中，对压力容器或压力管道壁热流密度特点和换热特性的研究，是核反应堆安全分析试验研究的重要部分；对安注箱内两相流体的换热性能研究是分析热分层现象的主要手段 ，大型锅炉水冷壁和大型金属熔融系统的热流密度分析都是决定设备或系统性能的主要因素。然而，无论对于高温高压状态、还是常温或普冷区温度和压力状态的气流，热流密度的精确测量一直是传热试验研究和工业应用中最棘手的问题之一。因此，开发一种壁热流密度的精确测量技术，无论对传热领域科学研究还是实际工程应用或工程试验都具有极其重要意义。在热流密度测量方面，已经存在许多测量固体壁热流密度的计量装置和方法。如发明I (专利申请号:201010124574)和发明2 (专利申请号98805407. 8)提出的薄膜式热流密能较精确测量壁热流密度。发明3 (专利申请号200610028865. 4)和发明4 (专利申请号200410026343. I)则给出了一种根据热流密度特点，间接测量墙体平均导热系数的检测方法。发明5(专利申请号200910021343. 5)的热流密度计是采用热电偶直接测量温差的方法，测量高温、高压状态下的热流密度。发明6 (专利申请号200610009794. 3)则给出了一种适用于超高温、强电和大干扰流场环境下热量密度的测量方法及测量装置。通过对已有文献进行调研发现，对壁热流密度测量的方法中，主要采用热电偶元件测温，获得温度或温差的形式，根据傅立叶定律间接推导热流密度是普遍采用的方法。然而，针对性的工业领域如核电站的压力容器、大型供热锅炉水冷壁和发电机组等器壁热流密度的大小决定了其传热特性和针对换热特性的工程设计。此外，较大的热流密度偏差可能引发核电严重事故，如大型压水堆热量载出系统在传热性能较差时会使冷却剂汽化。因此，无论对于高温高压流体流动还是常温或普冷区的流体流动中存在的换热问题，其热流密度测量非常关键。然而，在一些测量方法上，如上述的发明I、发明5和发明6，在安装测量装置后必然改变壁面附近的流体流场或采用其他材料改变测量壁面处的热流密度，导致不可估量的测量误差，误差甚至远大于装置本身的测量误差。同时，建筑墙体的导热系数测量方法严重破坏流场、并增设热源，不适用于对壁热流密度的测量。此外，热电偶本身的误差也是制约提高热流密度测量精度的重要因素之一。
发明内容
为准确测量流体在壁面处换热的热流密度，对传热基础试验研究和广泛的工程应用提供便利测量手段和测量工具，本发明以提高测量热流密度精度为目的，针对现有测量方法的不足，根据现有技术对热流密度测量的精度和灵敏度低特点，提出一种简单而又可以在较广泛的工业领域和基础研究领域中应用的测量装置及方法。根据本发明的一个方面，提供了一种热流密度测量装置，包括多个热电偶和管，其中管在被测壁的厚度方向上形成封闭空腔，所述多个热电偶的热电偶结点被如此埋置以使得在被测壁的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结点，与热电偶结点相连的热电偶线被弓I入管的空腔内并且经由管从被测壁中弓I出，其中被测壁厚度方向的热流密度通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出。根据本发明的另一个方面，提供了一种热流密度测量方法，包括将管插入被测壁中使之在被测壁的厚度方向上形成封闭空腔；埋置多个热电偶的结点以使得在被测壁的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结点；将与热电偶的结点相连的热电 偶线引入所述管的空腔内并且经由所述管从被测壁中引出；以及通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出被测壁厚度方向的热流密度。
在阅读结合以下附图所描述的根据本发明的实施例之后，本领域技术人员将会更清楚地理解本发明的原理。图I示出了根据本发明的实施例的热流密度测量装置。图2a_2c分别示出根据本发明的实施例的三种热流密度测量装置。图3a_3c分别示出根据本发明的实施例的三种热流密度测量装置。图4a_4b示出根据本发明的实施例的由两个热电偶构成的热电偶组中热电偶的连接方式，其中图4a示出热电偶的并联连接方式，并且图4b示出热电偶的串联连接方式。图5a_5b示出根据本发明的实施例的由四个热电偶构成的热电偶组中热电偶的连接方式，其中图5a示出热电偶的并联连接方式，并且图5b示出热电偶的串联连接方式。图6示出根据本发明的实施例的热流密度测量方法。
具体实施例方式在以下具体实施方式
中，阐述了许多具体细节，以提供对本发明的实施例的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例。图I示出根据本发明的一个实施例的热流密度测量装置100。该热流密度测量装置100包括多个热电偶和管2，每个热电偶由热电偶结点3和与热电偶结点3相连的热电偶线I构成，其中管2在被测壁8的厚度方向上形成封闭空腔7，所述多个热电偶的热电偶结点3被如此埋置以使得在被测壁8的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结点3，与热电偶结点3相连的热电偶线I被引入管2的空腔内并且经由管2从被测壁8中引出，这样被测壁8厚度方向的热流密度就能够通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出。其中管2能够起到保护引入小孔的热电偶线I并保证热电偶线I安全引出的作用。在图I所示的热流密度测量装置100中，其热电偶结点3位于同一待测深度的热电偶被布置成一个热电偶组，每个热电偶组由一个热电偶组成，该一个热电偶的热电偶线I直接形成正极端点ΙΙ-a和负极端点ΙΙ-b。虽然图I仅示出在每个热电偶组中存在一个热电偶的情形，即在同一待测深度处仅埋置了一个热电偶的结点，但是本领域技术人员能够意识到，可以根据测量精度的需要在同一待测深度处埋置多个热电偶的结点，而该多个热电偶的热电偶线I可以通过并联或串联来形成正极端点ll_a和负极端点ΙΙ-b,例如图4a-4b和图5a_5b分别示出根据本发明的实施例的由两个热电偶构成的热电偶组和由四个热电偶构成的热电偶组中热电偶的连接方式，其中图4a、5a示出热电偶的并联连接方式，并且图4b、5b示出热电偶的串联连接方式。串联使用热电偶的精度比单个热电偶要高，输出的热电势为所串联的各个热电偶所输出的热电势之和，这在仪表灵敏度及分辨率不高的情况下使用时有利的。而并联使用热电偶的精度同样比单个热电偶要高，在各热电偶的电阻值相等的情况下，并联热电偶所输出的总电动势为所并联的各个热电偶所输出热电动势的平均值，从而相比单个热电偶提高了测量精度。在图I所示的热流密度测量装置100中，不同热 电偶组之间通过负极端点ΙΙ-b与负极端点ΙΙ-b之间直接连接来形成热电势结点4，包括4-a、4-b和4-C，通过测量各热电势结点4之间的电势差并且通过查表或通过相关硬件或软件来得到各待测深度之间的温差。具体地，测量热电势结点4-a与4-b之间的电势差Λ Eab和热电势结点4-a与4_c之间的电势差Λ Ea。，根据Λ Eab通过查表或通过相关硬件或软件等可得靠被测壁外侧的待测深度处的温度，然后再根据该温度和Λ Ea。，通过查表或通过相关硬件或软件得到靠被测壁内外侧的两个待测深度之间的温差。然后，基于温差，利用傅立叶定律就可得到被测壁8厚度方向上的热流密度。与直接测量每个热电偶组的正极端点ΙΙ-a和负极端点ΙΙ-b所输出的热电势差来得到与该热电偶组对应的待测深度处的温度并进而得到不同待测深度的温度差的方式相比，通过上述方式所得到的热流密度的误差得以减小。在图I所示的热流密度测量装置100中，管2从被测壁8的外表面6垂直插入被测壁8，该管2的封闭底面10与被测壁8的内表面9相平，管2的封闭顶面5与被测壁8的外表面6相平并在封闭顶面5上为热电偶线I预留小孔，管2的封闭底面10与封闭顶面5之间的封闭空腔内充满空气，或填充以隔热材料，例如导热系数不大于O. 05 ff/(m*K)的导热材料。在图I所示的热流密度测量装置100中，热电偶结点3被埋置于在被测壁8内，不过本领域技术人员应该意识到，所述热电偶结点3也可以被埋置于管2的管壁内。此外图I仅示出了两个热电偶组，即仅在两个待测深度处布置有热电偶，但是本领域技术人员能够意识到，可以根据需要在三个或更多待测深度处布置热电偶。在图I所示的热流密度测量装置100中，所述管2可以为金属管(如铜管)或陶瓷管或用与被测壁8材料导热系数相同的材料制成的管，但不限于此，本领域技术人员可以想到采取其他适当的材料制造管2。此外，在图I所示的热流密度测量装置100中，在形成正极端点和负极端点时，可以选用热电偶线直接形成热电偶端点，或者可以选用将热电偶线与补偿导线相连接，然后经由补偿导线形成热电偶端点。此外，对于在图I所示的热流密度测量装置100而言，为提高其测量精度，可在金属管或陶瓷管的封闭空腔适当位置处存留一定长度的热电偶线。这是因为热电偶线从被测壁引出而直接暴露在与壁面温度相差较大的流体环境下，就会有大量的热量从壁面传出，从而导致热电偶结点处的温度不再是真实温度，为此可以将与热电偶结点相连接的热电偶线部分在封闭空腔内存留一部分，以缓解这种影响。作为补充或替换，可以将从被测壁引出的热电偶线封闭在腔体中(无对流换热、无与外界空气直接接触换热)，被罩住区域的温度更接近壁面温度，因此，与热电偶线接触的壁面与其他壁面的温度相差不大，从而消除或缓解了上述影响。图2a_2c分别示出根据本发明的实施例的三种热流密度测量装置200a、200b和200c。在图2a所示的热流密度测量装置200a中，包括多个热电偶和金属管2，每个热电偶由热电偶结点3和与热电偶结点3相连的热电偶线I构成，其中金属管2在被测壁8的厚度方向上形成封闭空腔7，所述多个热电偶的热电偶结点3被如此埋置以使得在被测壁8的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结点3，与热电偶结点3相连的热电偶线I被引入管2的空腔内并且经由管2从被测壁8中引出，这样被测壁8厚度方向的 热流密度就能够通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出。在图2a所示的热流密度测量装置中，设置了两个待测深度，在每个待测深度处埋置了两个热电偶的结点，热电偶结点位于同一待测深度的热电偶被布置成一个热电偶组，每个热电偶组中的两个热电偶的热电偶线I通过并联形成正极端点ΙΙ-a和负极端点11-b，这种并联方式在图4a中更清楚地示出。不同热电偶组之间通过负极端点ΙΙ-b与负极端点ΙΙ-b之间直接连接来形成热电势结点4，通过测量各热电势结点4之间的电势差并通过查表或通过相关硬件或软件来得到各待测深度之间的温度差。所述金属管2的直径例如不小于2_，其优选地为铜管，所述金属管2从被测壁8的外表面6垂直插入被测壁8,该金属管2的封闭底面10与被测壁8的内表面9相平,金属管2的封闭顶面5与被测壁8的外表面6相平并在封闭顶面5上为热电偶线I预留小孔，金属管的封闭底面10与封闭顶面5之间的封闭空腔内充满空气，或填充以隔热材料，例如导热系数不大于O. 05 ff/(m ·Κ)的隔热材料。热电偶结点3被埋置于在被测壁8内且埋置深度不小于例如O. 2_，埋置槽道用与被测壁8材料的导热系数相近的填充材料填平并确保热电偶结点3和热电偶线I埋置稳固，与热电偶结点3连接的热电偶线I引入金属管2内，所述热电偶结点3与金属管2外壁面距离不小于3mm。在图2b所示的热流密度测量装置200b中，包括多个热电偶和陶瓷管2，每个热电偶由热电偶结点3和与热电偶结点3相连的热电偶线I构成，其中陶瓷管2在被测壁8的厚度方向上形成封闭空腔7，所述多个热电偶的热电偶结点3被如此埋置以使得在被测壁8的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结点3，与热电偶结点3相连的热电偶线I被引入管2的空腔内并且经由管2从被测壁8中引出，这样被测壁8厚度方向的热流密度就能够通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出。与图2a所示的热流密度测量装置类似，在图2b所示的热流密度测量装置中，设置了两个待测深度，在每个待测深度处埋置了两个热电偶的结点，热电偶结点位于同一待测深度的热电偶被布置成一个热电偶组，每个热电偶组中的两个热电偶的热电偶线I通过并联形成正极端点ΙΙ-a和负极端点ΙΙ-b。不同热电偶组之间通过负极端点ΙΙ-b与负极端点ΙΙ-b之间直接连接来形成热电势结点4，通过测量各热电势结点4之间的电势差并通过查表或通过相关硬件或软件来得到各待测深度之间的温度差。所述陶瓷管2的直径例如不小于3mm，其从被测壁8的外表面6垂直插入被测壁8，该陶瓷管2的封闭底面10与被测壁8的内表面9相平，陶瓷管2的封闭顶面5与被测壁8的外表面6相平并在封闭顶面5上为热电偶线I预留小孔，陶瓷管的封闭底面10与封闭顶面5之间的封闭空腔内充满空气，或填充以隔热材料，例如导热系数不大于O. 05 ff/(m · K)的隔热材料。所述热电偶结点3被埋置于陶瓷管的管壁内，热电偶结点3与被测壁8的外壁面的距离不小于10mm。在图2c所示的热流密度测量装置200c中，包括多个热电偶和金属管2，每个热电偶由热电偶结点3和与热电偶结点3相连的热电偶线I构成，其中金属管2在被测壁8的厚度方向上形成封闭空腔7，所述多个热电偶的热电偶结点3被如此埋置以使得在被测壁8的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结点3，与热电偶结点3相连的 热电偶线I被引入管2的空腔内并且经由管2从被测壁8中引出，这样被测壁8厚度方向的热流密度就能够通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出。与图2a所示的热流密度测量装置类似，在图2c所示的热流密度测量装置中，设置了两个待测深度，在每个待测深度处埋置了两个热电偶的结点，热电偶结点位于同一待测深度的热电偶被布置成一个热电偶组，每个热电偶组中的两个热电偶的热电偶线I通过并联形成正极端点ΙΙ-a和负极端点ΙΙ-b。不同热电偶组之间通过负极端点ΙΙ-b与负极端点ΙΙ-b之间直接连接来形成热电势结点4，通过测量各热电势结点4之间的电势差并通过查表或通过相关硬件或软件来得到各待测深度之间的温度差。所述金属管2的直径例如不小于2mm,其从被测壁8的外表面6垂直插入被测壁8,该金属管2的封闭底面10与被测壁8的内表面9相平，金属管2的封闭顶面5与被测壁8的外表面6相平并在封闭顶面5上为热电偶线I预留小孔，金属管的封闭底面10与封闭顶面5之间的封闭空腔内充满空气，或填充以隔热材料，例如导热系数不大于O. 05 ff/(m · K)的隔热材料。所述热电偶结点3被埋置于金属管的管壁内，热电偶结点3与被测壁8的外壁面的距离不小于2mm。在图2a_2c所示出的三种热流密度测量装置200a_200c中，热流密度测量装置200a主要用于测量薄壁热流密度；热流密度测量装置200b主要用于测量较厚壁的热流密度；热流密度测量装置200c主要用于测量厚壁和较厚壁的热流密度，在测量较厚壁的热流密度时，测量装置200c不如测量装置200b精度高。这是由于陶瓷管的导热系数远小于被测壁的导热系数，而金属管的导热系数大于被测壁的导热系数，在被测壁表面附近处陶瓷管的温度与实际温度相差较大，相比之下，金属管的温度更接近于实际温度；但在距离被测壁表面一定深度处，陶瓷管的温度就非常接近实际温度，相比之下，金属管的温度就不如陶瓷管那么接近实际温度。因此当被测壁较厚时，宜采用陶瓷管；而当被测壁较薄时，宜采用金属管。图3a_c分别示出根据本发明的实施例的三种热流密度测量装置300a、300b和300c。热流密度测量装置300a、300b和300c基本上分别与图2a_2c所示的热流密度测量装置200a、200b和200c类似，除了在每个热电偶组中的两个热电偶通过串联而非并联形成正极端子和负极端子，这种串联连接方式在图4b中更清楚地示出。虽然在图2和图3所示出的热流密度测量装置中，在每个热电偶组中有两个电热偶，但是本领域技术人员能够意识到，可以根据需要在每个热电偶组中设置更多或更少的热电偶。此外，优选地，在由多个热电偶构成的热电偶组中，热电偶结点均匀分布于该待测深度处的平面上以管2的轴为圆心形成的圆上，但不限于此。
根据本发明的热流密度测量装置与现有技术相比，具有以下优点或效果
1)本发明的热流密度测量装置的第一个突出特点是能准确测量被测壁的较小温差下的热流密度；
2)本发明的热流密度测量装置的第二个突出特点是对被测壁的温差有较灵敏的反应，并且理论上温差大于O. 3°C时的小温差测量的灵敏度和精度都较高；
3)本发明的热流密度测量装置中，当选用热电偶线直接形成热电偶端点时，对操作方法要求较高，适用于批量生产工艺制造；当选用热电偶线与补偿导线相连接后，补偿导线形成热电偶端点时，采用一般加工过程或导线连接方式就可达到很好的测量效果；
4)本发明不限于热电偶的种类，对于同样类型的热电偶，采用本发明的热流 密度测量装置时，其测量精度要比普通直接测量被测壁温差的测量精度远高于I. ΓΙΟ倍，具体精度需根据热电偶组的布置、接线方式、热电偶线引线与固定方式以及周围环境等多种因素有关;
5)本发明的热流密度测量装置不限于能源动力领域，该原理可拓展到建筑墙体的热流密度测量或导热系数测量方面；
6)当用于测量小尺寸壁的热流密度，如对于小试验壁或不宜开孔的建筑墙体�？椋刹谎∮迷诒徊獗谏峡谆蛏盥瘢苯釉诒徊獗诹讲嘟鹊缗枷咭鍪怯行б娓卟饬烤鹊耐揪叮耸毙枳⒁饴裰萌鹊缗嫉纳疃群腿鹊缗枷呗裰玫某ざ取Ｒ韵虏慰纪�6来描述根据本发明的实施例的热流密度测量方法600。该方法600包括以下步骤在步骤601，将管插入被测壁中使之在被测壁的厚度方向上形成封闭空腔；在步骤602，埋置多个热电偶的结点以使得在被测壁的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结点；在步骤603，将与热电偶的结点相连的热电偶线引入所述管的空腔内并且经由所述管从被测壁中引出；以及，在步骤604，通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出被测壁厚度方向的热流密度。优选地，步骤604进一步包括将热电偶结点位于同一待测深度的一个或多个热电偶被布置成一个热电偶组，在由一个热电偶组成热电偶组中，由所述一个热电偶的热电偶线直接形成正极端点和负极端点；在由多个热电偶组成热电偶组中，通过并联或串联所述多个热电偶的热电偶线来形成正极端点和负极端点。其中，在不同热电偶组之间可以通过负极端点与负极端点之间直接连接来形成热电势结点，从而通过测量各热电势结点之间的电势差并且通过查表或通过相关硬件或软件等可得到各待测深度之间的温度差。可替换地，也可以通过直接测量每个热电偶组的正极端点和负极端点之间的电势差来得到与该热电偶组对应的待测深度处的温度。优选地，步骤601进一步包括将所述管从被测壁的外表面垂直插入被测壁，该管的封闭底面与被测壁的内表面相平，管的封闭顶面与被测壁的外表面相平并在封闭顶面上为热电偶线预留小孔，在管的封闭底面与封闭顶面之间的封闭空腔内充满空气，或填充以隔热材料，例如导热系数不大于O. 05 ff/ (m · K)的导热材料。优选地，步骤602进一步包括将所述热电偶结点埋置于在被测壁内或管的管壁内。优选地，在热流密度测量方法600中，所述管为金属管或陶瓷管或用与被测壁材料导热系数相同的材料制成的管。
根据本发明的热流密度测量方法能够获得与根据本发明的热流密度测量装置同样的优点和效果，在此不再赘述。应该理解的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，但是本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，而所 附权利要求意在涵盖落入本发明精神和范围中的这些修改或者等同替换。
权利要求
1.一种热流密度测量装置，包括多个热电偶和管(2)，其中管(2)在被测壁(8)的厚度方向上形成封闭空腔(7)，所述多个热电偶的热电偶结点(3)被如此埋置以使得在被测壁(8)的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结点，与热电偶结点(3)相连的热电偶线(1)被引入管(2)的空腔内并且经由管(2)从被测壁(8)中引出，其中被测壁(8)厚度方向的热流密度通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出。
2.根据权利要求I所述的热流密度测量装置，其中其热电偶结点位于同一待测深度的一个或多个热电偶被布置成一个热电偶组，在由一个热电偶组成热电偶组中，由所述一个热电偶的热电偶线(I)直接形成正极端点(ΙΙ-a)和负极端点(ΙΙ-b);在由多个热电偶组成热电偶组中，所述多个热电偶的热电偶线(I)通过并联或串联形成正极端点(ΙΙ-a)和负极端点(11-b)。
3.根据权利要求2所述的热流密度测量装置，其中不同热电偶组之间通过负极端点(11-b )与负极端点(11_b )之间直接连接来形成热电势结点(4 ;4-a、4_b、4_c ),通过测量各热电势结点(4;4-a、4-b、4-c)之间的电势差并通过查表或通过相关硬件或软件来得到各待测深度之间的温度差。
4.根据权利要求2所述的热流密度测量装置，其中通过直接测量每个热电偶组的正极端点(ΙΙ-a)和负极端点(11-b)之间的电势差来测得与该热电偶组对应的待测深度处的温度。
5.根据权利要求I所述的热流密度测量装置，其中所述管(2)从被测壁(8)的外表面(6)垂直插入被测壁(8)，该管(2)的封闭底面(10)与被测壁(8)的内表面(9)相平，管(2)的封闭顶面(5)与被测壁(8)的外表面(6)相平并在封闭顶面(5)上为热电偶线(I)预留小孔，管(2)的封闭底面(10)与封闭顶面(5)之间的封闭空腔内充满空气，或填充以隔热材料。
6.根据权利要求I所述的热流密度测量装置，其中所述热电偶结点(3)被埋置于在被测壁(8)内或管(2)的管壁内。
7.根据权利要求I所述的热流密度测量装置，其中所述管(2)为金属管或陶瓷管或用与被测壁(8)材料导热系数相同的材料制成的管。
8.一种热流密度测量方法，包括 将管插入被测壁中使之在被测壁的厚度方向上形成封闭空腔； 埋置多个热电偶的结点以使得在被测壁的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结占. 将与热电偶的结点相连的热电偶线引入所述管的空腔内并且经由所述管从被测壁中引出；以及 通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出被测壁厚度方向的热流密度。
9.根据权利要求8所述的热流密度测量方法，进一步包括将热电偶结点位于同一待测深度的一个或多个热电偶被布置成一个热电偶组，在由一个热电偶组成热电偶组中，由所述一个热电偶的热电偶线直接形成正极端点和负极端点；在由多个热电偶组成热电偶组中，通过并联或串联所述多个热电偶的热电偶线来形成正极端点和负极端点。
10.根据权利要求9所述的热流密度测量方法，进一步包括在不同热电偶组之间通过负极端点与负极端点之间直接连接来形成热电势结点，从而通过测量各热电势结点之间的电势差并通过查表或通过相关硬件或软件来得到各待测深度之间的温度差。
11.根据权利要求9所述的热流密度测量方法，进一步包括通过直接测量每个热电偶组的正极端点和负极端点之间的电势差来测得与该热电偶组对应的待测深度处的温度。
12.根据权利要求8所述的热流密度测量方法，其中将所述管从被测壁的外表面垂直插入被测壁，该管的封闭底面与被测壁的内表面相平，管的封闭顶面与被测壁的外表面相平并在封闭顶面上为热电偶线预留小孔，在管的封闭底面与封闭顶面之间的封闭空腔内充满空气，或填充以隔热材料。
13.根据权利要求8所述的热流密度测量方法，其中将所述热电偶结点埋置于在被测壁内或管的管壁内。
14.根据权利要求8所述的热流密度测量方法，其中所述管为金属管或陶瓷管或用与被测壁材料导热系数相同的材料制成的管。
全文摘要
本发明涉及热流密度测量装置和方法。一种热流密度测量装置，包括多个热电偶和管(2)，其中管(2)在被测壁(8)的厚度方向上形成封闭空腔(7)，所述多个热电偶的热电偶结点(3)被如此埋置以使得在被测壁(8)的不同待测深度处存在一个或多个热电偶结点，与热电偶结点(3)相连的热电偶线(1)被引入管(2)的空腔内并且经由管(2)从被测壁(8)中引出，其中被测壁(8)厚度方向的热流密度通过从所述多个热电偶测量得到的温度变化来得出。
文档编号G01K17/00GK102879129SQ20121030001
公开日2013年1月16日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者李成, 赵瑞昌, 常华健 申请人:国核华清(北京)核电技术研发中心有限公司, 国家核电技术有限公司
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