爆炸场热效应测定的热通量测试装置设计(5)
2．温度测试范围大，最高可测试850℃。
3. 双重测试功能，可同时测试传感器表面温度（RTS）、热通量值（HFS）。
4. 测试热通量有三个模型，热辐射、热传导和热对流。
图1 HFM传感器
为了减少外界对输出电压的影响，配备有专用放大器（图二）和连接线。该放大器具有独立电源，连接线也进行过校准。
图2 放大器
b）数据采集系统：
选用国产纵横公司产JV5200数据采集仪（图三），具有多个采集通道，可以同时采集多个数据，功能强大。根据测试情况，设置如下：
采样频率：100k
采样长度：255k
延迟：-32k
触发方式：外触发
触发电平：-5v
热电偶增益：100
2750/2749增益：RTS 500 ；HFS 1000
图3 JOVIAN测试仪
c）测试信号及原理分析：
热通量是单位时间、经过单位面积的导热量，其与温度梯度成正比，而方向与温度梯度相反。
该热通量传感器（HFM）内部含有温差电堆（thermopile），由一系列热电偶连接而成的，可以读取不同两点的温度差，近似得出温度梯度 。温度梯度又依赖于传感器的温度（RTS），因此必须时时监控RTS的变化。针对于爆炸场而言，热传导和热对流的时间很短，RTS是无法获得的，因而实际测得的热通量是热辐射通量。用下面公式计算：
式中： 为热辐射通量 为输出电压
为传感器灵敏系数，可查阅产品校准证
针对以上分析，采用以下处理程序：
1）系数确定
查阅产品校准证得2749 ：24.34906
2750 ：26.00534
查阅放大器增益得2749 ：1004； 2750 ：1046
由于
故2749 ； 2750 。
2）滤波与基线确定
根据波形情况，采用低通处理波形。低通频率越小，数据点越少，会改变原始波形，低通频率越大，杂波无法去除。因而一般采用低通30~40HZ。
由于波上升时基线不在y=0处，为了积分及拣峰的精确，要重新确定基线。
d）其他测试装置：
其他测试装置包括爆炸容器（图四）、 KD6008应变放大器（图五）、同步仪（图吹冰）
图4 爆炸容器
图5 KD6008应变放大器
图6 同步仪
3.1.2 传感器保护
由于本实验所用传感器为精密仪器，而实验本身采用爆炸的形式通过传感器采集面采集数据，为防止传感器损坏，考虑在其采集面前进行保护，经过对比多种材质，考虑采用石英片（图七）。石英是一种物理性质和化学性质均十分稳定的物质，质地坚硬，透过率高。
同时在传感器与螺栓接触端垫如软纸以增强缓冲，对其保护。
图7 加装石英片的螺栓
3.1.3 信号分析软件
SignalView 通用信号分析软件
SignalView是目前市面上性价比最好的通用信号分析处理软件之一，运行于Windows3.1/Windows95/Windows NT下，界面友好，功能强大而易于使用。SignalView可完成许多高级的信号分析和处理，包括：
1）时域分析
多窗口或同一窗口多波形不同颜色显示、多次采样波形平均（算术平均或指数平均）积分、微分、二次积分、二次微分、波形加、减、乘除。
2）脉冲参数分析
Vmax,Vmin,Vtop,Vbase,Vavg,Vp_p,Vamp,t_rise,t_fall,Freg,period,+Width,-Width
3）基于FFT的分析
频谱、功率谱估计、Chirp-Z变换、ZOOM-FFT、相关、相干、传递函数、倒频谱分析