基于Abaqus的热流传感器非稳态传热研究

作者：方俊; 张翠平

来源：仪器仪表学报, 2018, 39(01): 152-161.

DOI：10.19650/j.cnki.cjsi.j1702228

• 热电堆式热流传感器
• 非稳态传热
• Abaqus
• 塞贝克系数

建立了热电堆式热流传感器在高温环境下的非稳态传热理论模型,深入分析了输出电压和热阻层上下表面温差等参数之间的关系;然后基于有限元软件Abaqus对模型进行了验证,并结合实验数据探讨了导热系数、塞贝克系数对输出信号的影响,最后提出了优化方案。结果表明,当热阻层最高温度超过1 500℃时,其导热系数会发生较明显变化从而引起输出信号的非线性,这是影响传感器工作时长的主要因素;而当热阻层上下表面温差超过600℃,塞贝克系数会发生变化从而使测量失效,这是影响传感器最大量程的主要因素。优化后的传感器最大量程可以达到1 MW/m2,并且工作时间延长了17.2%。

• 单位
  河海大学; 材料学院; 中国人民解放军陆军工程大学; 野战工程学院; 南京理工大学紫金学院