热流计
热流计是一种专门用于测量热流的仪器，热流指的是单位时间内流经单位面积的热量，也可以理解为热能在单位面积内的传输速度。热流的单位通常是瓦特每平方米（W/平方米）。热流计广泛应用于测量局部热辐射强度、热对流强度、热传导强度以及总体传热速率。
发展历史
1924年，Schmidt设计并制造了一种带状热流计，这种热流计由缠绕在橡胶带上的热电堆组成，主要用于测量带有保温层的管道的热流密度。这种热流计是世界上最早投入实际使用的热流计之一，现代普遍使用的热阻式热流计就是建立在这种热电堆传感器技术的基础上。除了稳态法之外，还有非稳态法，即通过测量热流通过时引起的温度变化来计算热流密度。这种热流计的特点是响应速度快，能够测量非稳态流体的热流量，适用于火灾监测和控制等领域。
测量原理
热流计的工作原理是基于热电堆传感器技术，通过测量热流传感器所吸收的热流量来进行热流密度的计算。热流计的测量精度对于其可靠性至关重要。在使用过程中，热流计的测头可能会粘贴在被测物体表面上或者嵌入其中，这些操作可能会影响被测物体原本的传热状态。为了准确评估这种影响，需要在标定时确定热流测头本身的热阻等特性。常见的标定方法包括平板直接法、平板比较法和单向平板法。
使用注意事项
在使用热流计时，需要注意以下几点：
1. 在选择热流计时，应考虑热流传感器的种类及其适用条件，因为不同类型的热流计在不同条件下进行了标定，错误的选择可能导致较大的测量误差。
2. 在使用热流计时，应合理选择其测量范围、温度范围、时间常数、尺寸、内阻和精确度等因素，以确保测量的准确性。
3. 安装热流计时，应尽可能使热流计表面与被测表面的发射率相等或接近，以减少因发射率差异导致的测量误差。
4. 安装热流计时，应确保良好的接触，尽量减少空气间隙，以免产生测量误差。
5. 安装热流计时，应尽量减少其他热流场的干扰，如被测热流设备附近热管线和其他热设备的影响。
6. 对于用于监控设备管理的热流计，应考虑其长期稳定性和耐腐蚀性、抗震性、耐高温高湿等特性。
类型
热流计可以分为多种类型，包括：
1. 热式热流计，基于傅立叶定律测量吸热元件所吸收的热流量。
2. 辐射式热流计，仅测量辐射热流密度，通过接收穿过小圆孔的所有辐射，并将其聚焦到差动热电偶上来测量温度差，进而计算热流密度。
3. 量热式热流计，通过将测热元件所吸收的热量传递给冷却水，然后计算冷却水带走的热量来确定热流量。
4. 辐射对流式热流计（又称全热流计），同时测量辐射传热和对流传热的热流密度。
5. 热容式热流计，通过测量测热元件在加热过程中的热流密度来测定。
6. Onera热流计，用于测量接受表面吸收的总热流密度。
校准
热流计在使用一定时间后（通常一年左右）需要进行重新校准，以保持其测量的准确性。校准时应对热流传感器和显示仪表分别进行独立的校准。热流传感器的校准方法有两种：一种是绝对法校准，遵循GB/T 10294（ISO/DIS 8302）标准；另一种是比较法校准，遵循GB/T 10295（ISO/DIS 8301）标准，但要求计量机构提供其所使用的标准热流传感器的检定证书。显示仪表的校准方法则取决于具体使用的显示仪表型号，一般至少需要对直流电压输入通道进行校准，若热流传感器带有热电偶温度传感器，还需对热电偶输入通道进行校准。
应用
热流计的应用非常广泛，其中包括：
1. 热分析领域，可用于测量样品在温度场中吸收或释放的热量，通过差热分析仪（DTA）和差示扫描量热仪（DSC）进行测量。DTA测量的是被测物与参比物之间的温度差随温度的变化，而DSC则是测量输入到被测物和参比物的功率差随温度的变化。DSC法因其灵敏度高、分辨率强，能够定量测量各种热力学及动力学参数，在应用研究及基础研究中得到了广泛应用。
2. 确定最经济的保温层厚度，利用热流计的测定结果来确定最佳保温层厚度。
3. 结合红外热像仪使用，快速定位设备的异常部位并测量热流分布。在大型设备上，热流计和红外热像仪的结合使用可以快速发现异常位置。首先，通过红外热像仪测量锅炉整个壁面的温度图像，然后对亮度不同的区域进行热流测量。由此可知，亮度较低的低温区域热流密度较小，亮度较高的高温区域热流密度较大，这样就能有效地快速发现异常地点。此外，可以根据红外热像仪获得的温度图像计算相同亮度区域的面积，并将各个区域的面积与其热流密度的乘积相加，从而得出散热损失。
4. 设备安全管理，特别是在大型电炉中，炉底衬里的厚度直接影响安全性和经济效益。通常在炉底安装热电偶，根据炉底温度上升情况来估计炉衬损坏情况。但是对于强制冷却炉底的大型电炉，这种方法已不再适用。
参考资料
G-MAFCO-005气体流量传感器的精度影响.广州工控传感科技公司.2024-11-05
对热流传感器精度有影响的三大方面.搜狐网.2024-11-05
热导式流量计工作原理.热导式流量计工作原理.2024-11-05