张晓菲 孟祥军 王阔传 张玉常 吴春婵

(1.北京航天计量测试技术研究所，北京 100076；2.火箭军装备部驻北京地区第一军事代表室，北京 100076)

1 引 言

热流传感器是用来测试热流密度的传感器，目前应用最广泛的热流传感器有两大类：一种是热阻式热流传感器，使用温度通常在200℃以下，热流密度在20kW/m2以下；另一种是圆箔式热流传感器，使用温度较高，热流密度范围可达到5mW/m2，主要用于航天型号研制及冶金、化工等工业领域的高强度辐射热流的测试[1]。

在航天型号研制过程中，例如在航天新材料研制及飞行器的热控系统中，大量使用热阻式热流传感器，此外，该传感器还用来测试地热、管道或者壁面的保温性能和热量损失，在节能减排工作中广泛使用。因此，开展热阻式热流传感器校准技术研究，对保障飞行器防热结构设计、热控设计、航天航空新材料研制及卫星、空间站热流测量的准确性意义重大。此外，建立热阻式热流传感器校准装置也可以在节能减排工作中发挥作用，为国民经济发展做出贡献。

2 热阻式热流传感器测量原理

假设一无限大的单层导热模型，如图1所示。内表面温度T1总高于外表面温度T2，而且T1和T2都是不随时间变化的稳定温度。

图1 单层平壁稳定传热Fig.1 Steady heat transfer of single-layer flat wall

试验表明，通过炉墙向外传出的热流量Q必定与温度差(T1-T2)以及炉墙面积S成正比，而与炉墙厚度Δx成反比。试验还表明在同样大小的温度差，面积和厚度的情况下，炉墙传出的热流量Q还与炉墙的材料有关。……