2.温度测试范围大,最高可测试850℃。
3. 双重测试功能,可同时测试传感器表面温度(RTS)、热通量值(HFS)。
4. 测试热通量有三个模型,热辐射、热传导和热对流。
图1 HFM传感器
为了减少外界对输出电压的影响,配备有专用放大器(图二)和连接线。该放大器具有独立电源,连接线也进行过校准。
图2 放大器
b)数据采集系统:
选用国产纵横公司产JV5200数据采集仪(图三),具有多个采集通道,可以同时采集多个数据,功能强大。根据测试情况,设置如下:
采样频率:100k
采样长度:255k
延迟:-32k
触发方式:外触发
触发电平:-5v
热电偶增益:100
2750/2749增益:RTS 500 ;HFS 1000
图3 JOVIAN测试仪
c)测试信号及原理分析:
热通量是单位时间、经过单位面积的导热量,其与温度梯度成正比,而方向与温度梯度相反。
该热通量传感器(HFM)内部含有温差电堆(thermopile),由一系列热电偶连接而成的,可以读取不同两点的温度差,近似得出温度梯度 。温度梯度又依赖于传感器的温度(RTS),因此必须时时监控RTS的变化。针对于爆炸场而言,热传导和热对流的时间很短,RTS是无法获得的,因而实际测得的热通量是热辐射通量。用下面公式计算:
式中: 为热辐射通量 为输出电压
为传感器灵敏系数,可查阅产品校准证
针对以上分析,采用以下处理程序:
1)系数确定
查阅产品校准证得2749 :24.34906
2750 :26.00534
查阅放大器增益得2749 :1004; 2750 :1046
由于
故2749 ; 2750 。
2)滤波与基线确定
根据波形情况,采用低通处理波形。低通频率越小,数据点越少,会改变原始波形,低通频率越大,杂波无法去除。因而一般采用低通30~40HZ。
由于波上升时基线不在y=0处,为了积分及拣峰的精确,要重新确定基线。
d)其他测试装置:
其他测试装置包括爆炸容器(图四)、 KD6008应变放大器(图五)、同步仪(图优尔)
图4 爆炸容器
图5 KD6008应变放大器
图6 同步仪
3.1.2 传感器保护
由于本实验所用传感器为精密仪器,而实验本身采用爆炸的形式通过传感器采集面采集数据,为防止传感器损坏,考虑在其采集面前进行保护,经过对比多种材质,考虑采用石英片(图七)。石英是一种物理性质和化学性质均十分稳定的物质,质地坚硬,透过率高。
同时在传感器与螺栓接触端垫如软纸以增强缓冲,对其保护。
图7 加装石英片的螺栓
3.1.3 信号分析软件
SignalView 通用信号分析软件
SignalView是目前市面上性价比最好的通用信号分析处理软件之一,运行于Windows3.1/Windows95/Windows NT下,界面友好,功能强大而易于使用。SignalView可完成许多高级的信号分析和处理,包括:
1)时域分析
多窗口或同一窗口多波形不同颜色显示、多次采样波形平均(算术平均或指数平均)积分、微分、二次积分、二次微分、波形加、减、乘除。
2)脉冲参数分析
Vmax,Vmin,Vtop,Vbase,Vavg,Vp_p,Vamp,t_rise,t_fall,Freg,period,+Width,-Width
3)基于FFT的分析
频谱、功率谱估计、Chirp-Z变换、ZOOM-FFT、相关、相干、传递函数、倒频谱分析 爆炸场热效应测定的热通量测试装置设计(5):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_2776.html