摘要：建立了热电堆式热流传感器在高温环境下的非稳态传热理论模型,深入分析了输出电压和热阻层上下表面温差等参数之间的关系;然后基于有限元软件Abaqus对模型进行了验证,并结合实验数据探讨了导热系数、塞贝克系数对输出信号的影响,最后提出了优化方案。结果表明,当热阻层最高温度超过1 500℃时,其导热系数会发生较明显变化从而引起输出信号的非线性,这是影响传感器工作时长的主要因素;而当热阻层上下表面温差超过600℃,塞贝克系数会发生变化从而使测量失效,这是影响传感器最大量程的主要因素。优化后的传感器最大量程可以达到1 MW/m~2,并且工作时间延长了17.2%。

关键词：热电堆式热流传感器 非稳态传热 abaqus 塞贝克系数 

单位：南京理工大学紫金学院机械工程学院; 南京210046; 河海大学力学与材料学院; 南京210046; 中国人民解放军陆军工程大学野战工程学院; 南京210007