HFP01 Sensor de Fluxo de Calor

Descrição

O sensor mais popular do mundo para medição de fluxo de calor
O HFP01 mede o fluxo de calor através do objeto no qual está incorporado ou montado, em W/m². O sensor HFP01 é uma termopilha. Esta termopilha mede a diferença de temperatura no corpo composto de cerâmica-plástico do HFP01. Uma termopilha é um sensor passivo; não requer energia. Usar o HFP01 é fácil. Ele pode ser conectado diretamente aos sistemas de registro de dados comumente usados. O fluxo de calor em W/m² é calculado dividindo a saída do HFP01, uma pequena tensão, pela sensibilidade. A sensibilidade é fornecida com o HFP01 em seu certificado de calibração. Um local de medição típico está equipado com 2 ou mais sensores. O HFP01 é o sensor mais popular do mundo para medir o fluxo de calor no solo, bem como através de paredes e envolventes de edifícios.

Robusto e estável
Equipado com fiação resistente, tampas protetoras em ambos os lados e encapsulado para que a umidade não penetre no sensor, o HFP01 provou ser muito robusto e estável. Sobrevive a instalações prolongadas no piso, bem como a instalações repetidas ao usar um sistema de medição como o TRSYS20 em vários locais.

Série de adesivos BLK e GLD
Você gostaria de estudar detalhadamente o transporte de energia/fluxo de calor? Hukseflux ajuda você a levar suas medições para o próximo nível: encomende o HFP01 com adesivos pretos que absorvem radiação e adesivos dourados que refletem a radiação. Desta forma, você pode medir o fluxo convectivo e radiativo com um, e apenas o fluxo convectivo com o outro. Subtraia as 2 medidas e você obterá o fluxo radiativo. Os adesivos BLK – GLD podem ser aplicados no sensor pelo usuário. Opcionalmente, podem ser solicitadas já aplicadas. Consulte o manual do usuário da série de adesivos BLK – GLD e o vídeo de instalação para obter instruções.

Como instalar um sensor de fluxo de calor
Dicas e truques para aproveitar ao máximo a medição do fluxo de calor

Medir o fluxo de calor é uma ferramenta poderosa para obter informações do processo. Ele pode medir, por exemplo, quanto calor flui através de uma parede ou de uma amostra que precisa ser resfriada. Supondo que seja utilizado o sensor correto, instalar esse sensor corretamente, para que ele faça uma medição estável e meça o fluxo de calor correto (radiativo e convectivo), é uma etapa crítica na obtenção dos dados corretos. Este documento analisa em profundidade o que fazer e o que não fazer na instalação de um sensor de fluxo de calor.

Introdução
Os sensores de fluxo de calor têm uma ampla variedade de aplicações, desde a análise do desempenho térmico do isolamento térmico até o monitoramento de incrustações em tubos e monitoramento da saúde dos suínos. Medir o fluxo de calor pode fornecer informações úteis sobre processos e desempenho do sistema. Supondo que seja utilizado o sensor correto, montá-lo corretamente, para que ele faça uma medição estável e meça o fluxo de calor correto (radiativo e convectivo), é uma etapa crítica na obtenção dos dados corretos.

Este documento se concentra na instalação de sensores. Quais são os prós e contras de instalar um sensor de fluxo de calor? Como você pode obter os melhores dados de um sensor?

Considerações Gerais para Medição de Fluxo de Calor
Use o sensor apropriado para a aplicação. Existem muitos modelos diferentes, cada um com sua própria faixa de temperatura e fluxo de calor. Veja nossa linha completa de produtos de sensores de fluxo de calor.
Veja também nosso vídeo no YouTube: Como medir o fluxo de calor.
Faça uma medição representativa. Isto começa com a escolha do local correto, representativo do sistema a ser monitorado. Use vários sensores. A representatividade pode ser verificada por meio de câmeras infravermelhas.

Considerações de instalação
Independentemente do tipo de sensor de fluxo de calor, é importante que ele seja montado com segurança para evitar variações na resistência de contato entre o sensor e o objeto no qual está montado.

As lacunas de ar entre o sensor e o objeto podem causar resistência térmica significativa e aumentar o tempo de resposta. Isto deve ser evitado.
Sensores que gradualmente se soltam produzem medições não confiáveis ​​(aparentemente instáveis). Use uma cola ou enchimento estável. Use cabos de alta qualidade e um alívio de tensão.

Além disso, as propriedades ópticas devem corresponder.

Preste atenção às propriedades ópticas da superfície do sensor. Estes devem corresponder aos do objeto no qual o sensor está montado.

Montagem
Existem diversas maneiras de montar um sensor de fluxo de calor, dependendo da aplicação. Dois parâmetros importantes são:

a faixa de temperatura
duração da medição

Esses dois parâmetros ajudarão você a escolher a solução de montagem correta para o sensor de fluxo de calor. A Tabela 1 e os exemplos no final desta nota irão ajudá-lo a rever as suas opções.

Certifique-se sempre de que o cabo tenha um alívio de tensão para evitar tensão desnecessária no sensor.

Por que evitar espaços aéreos
A condutividade térmica do ar é da ordem de 0,02 W/(m·K). Portanto, mesmo pequenos entreferros apresentam resistências térmicas significativas.

A condutividade térmica de um plástico ou pasta térmica é da ordem de 0,2 W/(m K), portanto, para a mesma espessura, a resistência térmica é um fator 10 menor.

Tomemos como exemplo um espaço aéreo de 0,05 x 10⁻³ m. Isto tem uma resistência térmica de 20 x 10⁻⁴ K/(W/m²). Isso pode ser comparado a 11 x 10-⁴ K/(W/m²) para a série FHF05 ou 70 x 10-⁴ K/(W/m²) para HFP01, portanto, um pequeno entreferro resulta em um aumento da resistência térmica de respectivamente 200% para FHF e aproximadamente 30% para HFP01. Utilizando um preenchimento de 0,05 x 10⁻³ m, com uma condutividade térmica aproximadamente 10 vezes maior que a do ar, a resistência térmica é reduzida para 2,5 x 10-⁴ K/(W/m²). A contribuição da resistência térmica é reduzida para aproximadamente 20% para FHF05 e 3% para HFP01.

Você também pode ver neste exemplo que não é necessário usar fitas de alta condutividade térmica. Usar uma fita fina normal é suficiente.

Um entreferro pode não apenas levar a uma maior resistência térmica ao calor condutivo, mas também a um equilíbrio de radiação completamente diferente. Um entreferro é uma "resistência" (uma tela de radiação) para transferência radiativa. Se encher, não oferece mais resistência. Tenha cuidado caso o fluxo de calor radiativo (infravermelho distante) seja significativo. Nesse caso, a presença de entreferro pode ser a principal fonte de erros, uma vez que um sensor com entreferro atua como escudo radioativo, reduzindo a transferência radiativa local em um máximo teórico de 50%.

O que fazer com lacunas de ar
Fitas, folhas (juntas), colas e cimentos podem ser usados ​​para preencher os espaços de ar.

Essas lacunas de ar podem ocorrer:

devido à natureza da superfície. Pode não ser suave. Alise a superfície antes da instalação
devido a uma curvatura na superfície. Para todos os efeitos práticos, uma superfície com raio inferior a 5 m é considerada “plana”. Para raios menores, o uso de sensores flexíveis pode ser considerado. Para sensores industriais como IHF01 e IHF02, também podemos fornecer peças de acoplamento (planas de um lado, curvas do outro).