热沉冷却式薄壁量热计设计及分析

为满足大当量战斗部热毁伤威力评估的需求,弥补传统薄壁量热计在爆炸场环境中易变形、易烧蚀的不足,采用在热敏元件后壁面添加热沉体的方式,设计一种新型热沉冷却式热流密度传感器,以间接测量的方式,通过热敏元件后壁面温度,获得入射热流密度。建立传感器理论模型,推导响应时间表达式,并对传感器响应特性进行数值仿真,仿真结果显示:传感器响应时间只与热敏元件的尺寸和材料有关,与热沉体无关。以0.5 mm紫铜作为热敏元件的传感器响应时间可达1.2 ms左右;热沉体吸热系数越大,热敏元件温升越小,同时,随着时间的增加,温升速率逐渐减小。验证试验显示,热沉体的加入可有效降低热敏元件温升,所设计传感器可正确反映入射热流变化。     

基于红外探测的新型热流密度传感器设计

目前爆炸场热毁伤效应越来越受到人们的重视,针对爆炸场恶劣的测试环境要求,设计了一种基于红外探测的新型热流密度传感器。该传感器利用其热敏元件与爆炸产物直接接触使热敏元件温度升高进而产生红外辐射,基于红外测温的原理得出热敏元件的温升情况,通过热传导数学模型理论间接得出环境中的入射热流密度。相比于传统的热流密度传感器而言,这种新型热流密度传感器响应时间快、测试范围广、测量精度高、能够较好地用于爆炸场热毁伤测试评定。