HFP01-05 Sensor de Flujo de Calor

Descripción

El sensor más popular del mundo para la medición del flujo de calor
HFP01 mide el flujo de calor a través del objeto en el que está incorporado o sobre el que está montado, en W/m². El sensor del HFP01 es una termopila. Esta termopila mide la diferencia de temperatura a través del cuerpo compuesto de cerámica y plástico del HFP01. Una termopila es un sensor pasivo; no requiere energía. El uso del HFP01 es fácil. Se puede conectar directamente a los sistemas de registro de datos de uso común. El flujo de calor en W/m² se calcula dividiendo la salida del HFP01, un pequeño voltaje, por la sensibilidad. La sensibilidad se proporciona con el HFP01 en su certificado de calibración. Una ubicación de medición típica está equipada con 2 o más sensores. El HFP01 es el sensor más popular del mundo para la medición del flujo de calor en el suelo, así como a través de paredes y envolventes de edificios.

Robusto y estable
Equipado con cableado de alta resistencia, cubiertas protectoras en ambos lados y encapsulado para que la humedad no pueda penetrar el sensor, el HFP01 ha demostrado ser muy robusto y estable. Sobrevive a instalaciones de piso prolongadas, así como a instalaciones repetidas cuando se utiliza un sistema de medición como el TRSYS20 en múltiples ubicaciones.

Serie de pegatinas BLK y GLD
¿Le gustaría estudiar el transporte de energía/flujo de calor en detalle? Hukseflux le ayuda a llevar sus mediciones al siguiente nivel: solicite el HFP01 con pegatinas negras que absorben la radiación y pegatinas doradas que reflejan la radiación. De esta manera, puede medir tanto el flujo convectivo como el radiativo con uno, y solo el flujo convectivo con el otro. Reste las 2 mediciones y obtendrá el flujo radiativo. Las pegatinas BLK – GLD pueden ser aplicadas al sensor por el usuario. Opcionalmente, pueden solicitarse ya aplicadas. Consulte el manual de usuario y el video de instalación de la serie de pegatinas BLK – GLD para obtener instrucciones.

Cómo instalar un sensor de flujo de calor

Consejos y trucos para aprovechar al máximo la medición del flujo de calor
La medición del flujo de calor es una herramienta poderosa para obtener información sobre los procesos. Puede medir, por ejemplo, cuánto calor fluye a través de una pared o hacia una muestra que necesita ser enfriada. Suponiendo que se utiliza el sensor correcto, instalar este sensor correctamente, de modo que realice una medición estable y mida el flujo de calor correcto (radiativo y convectivo), es un paso fundamental para obtener los datos correctos. Este documento analiza en profundidad lo que se debe y no se debe hacer al instalar un sensor de flujo de calor.

Introducción
Los sensores de flujo de calor tienen una amplia variedad de aplicaciones, desde analizar el rendimiento térmico del aislamiento térmico hasta monitorear la suciedad de las tuberías y monitorear la salud de los raspadores. Medir el flujo de calor puede brindar información útil sobre los procesos y el rendimiento del sistema. Suponiendo que se utiliza el sensor correcto, montarlo correctamente, de modo que realice una medición estable y mida el flujo de calor correcto (radiativo y convectivo), es un paso fundamental para obtener los datos correctos.

Este documento se centra en la instalación de sensores. ¿Qué se debe y qué no se debe hacer al instalar un sensor de flujo de calor? ¿Cómo se pueden obtener los mejores datos de un sensor?
Consideraciones generales para la medición del flujo de calor

Utilice el sensor adecuado para la aplicación. Existen muchos modelos diferentes, cada uno con su propio rango de temperatura y flujo de calor. Vea nuestra gama completa de productos de sensores de flujo de calor.
Vea también nuestro video de YouTube: Cómo medir el flujo de calor.
Realice una medición representativa. Esto comienza con la elección de la ubicación correcta, representativa del sistema que se va a monitorear. Utilice varios sensores. La representatividad se puede verificar mediante cámaras infrarrojas.

Consideraciones de instalación
Independientemente del tipo de sensor de flujo de calor, es importante que esté montado de forma segura para evitar variaciones en la resistencia de contacto entre el sensor y el objeto en el que está montado.

Los espacios de aire entre el sensor y el objeto pueden ser resistencias térmicas significativas y aumentar el tiempo de respuesta. Esto debe evitarse.
Los sensores que se aflojan gradualmente producen mediciones poco confiables (aparentemente inestables). Utilice un pegamento o relleno estable. Utilice cables y un protector de tensión de alta calidad.

Además, las propiedades ópticas deben coincidir.

Preste atención a las propiedades ópticas de la superficie del sensor. Estas deben coincidir con las del objeto en el que está montado el sensor.

Montaje
Existen varias formas de montar un sensor de flujo de calor, según la aplicación. Dos parámetros importantes son:

el rango de temperatura
la duración de la medición

Estos dos parámetros lo ayudarán a elegir la solución de montaje adecuada para el sensor de flujo de calor. La Tabla 1 y los ejemplos al final de esta nota lo ayudarán a revisar sus opciones.

Asegúrese siempre de que el cable tenga un protector contra tirones para evitar tensiones innecesarias en el sensor.

Por qué evitar los espacios de aire
La conductividad térmica del aire es del orden de 0,02 W/(m·K). Por lo tanto, incluso los espacios de aire pequeños son resistencias térmicas significativas.

La conductividad térmica de un plástico o pasta térmica es del orden de 0,2 W/(m·K), por lo que, para el mismo grosor, la resistencia térmica es un factor 10 menor.

Tomemos como ejemplo un espacio de aire de 0,05 x 10⁻³ m. Este tiene una resistencia térmica de 20 x 10⁻⁴ K/(W/m²). Esto se puede comparar con 11 x 10-⁴ K/(W/m²) para la serie FHF05 o 70 x 10-⁴ K/(W/m²) para HFP01, por lo que un pequeño espacio de aire da como resultado un aumento de la resistencia térmica de respectivamente el 200% para FHF y aproximadamente el 30% para HFP01. Usando un relleno de 0,05 x 10⁻³ m, con una conductividad térmica aproximadamente 10 veces la del aire, la resistencia térmica se reduce a 2,5 x 10-⁴ K/(W/m²). La contribución de la resistencia térmica se reduce a aproximadamente el 20% para FHF05 y el 3% para HFP01.

También se puede ver en este ejemplo que no es necesario utilizar cintas de alta conductividad térmica. Usar una cinta delgada normal es suficiente.

Un espacio de aire no solo puede conducir a una mayor resistencia térmica para el calor conductivo, sino también a un balance de radiación completamente diferente. Un entrehierro es una "resistencia" (una pantalla de radiación) para la transferencia radiativa. Si se llena, ya no ofrece resistencia. Tenga cuidado en caso de que el flujo de calor radiativo (infrarrojo lejano) sea significativo. En ese caso, la presencia de un entrehierro puede ser la principal fuente de errores, ya que un sensor con un entrehierro actúa como un escudo de radiación, reduciendo la transferencia radiativa local en un máximo teórico del 50%.

Qué hacer con los entrehierros
Se pueden utilizar cintas, material en láminas (juntas), pegamentos y cementos para rellenar los entrehierros.

Estos entrehierros pueden producirse:

debido a la naturaleza de la superficie. Puede que no sea lisa. Alise la superficie antes de la instalación
debido a una curvatura en la superficie. A todos los efectos prácticos, una superficie con un radio inferior a 5 m se considera "plana". Para radios más pequeños, se puede considerar el uso de sensores flexibles. Para sensores industriales como IHF01 e IHF02, también podemos proporcionar piezas de acoplamiento (planas en un lado, curvadas en el otro).