Värmeflödesgivare

Värmeflödesgivare är en sensor som mäter värmeflödet per yta mellan två medier, vanligtvis uttryckt i enheten W/m². Den ger information om hur mycket värme som passerar genom en yta per tidsenhet och skiljer sig från enbart temperaturgivare, som bara mäter temperatur.

Principen bygger ofta på Fourier lag: värmeflöde per yta q" är proportionellt mot temperaturskillnaden över ytan och den termiska resistansen mellan ytan och sensorn. I praktiken används olika konstruktioner: vissa sensorer arbetar med en kalorimetrisk princip där en känd termisk resistans omvandlar en temperaturskillnad till flöde, andra använder en aktiv uppvärmd film eller en thermopile/temperatursensorer för att direkt avläsa flödet.

Konstruktion och uppbyggnad varierar, men vanliga sensorer består av en tunn, låg-mass membranisk konstruktion med inbyggt värmeelement och temperaturgivare placerade så att de fångar den termiska gradienten över ytan. Många modeller är tunna och flexibla för yttäckande montering och kräver kalibrering mot kända referensflöden. Ofta tas hänsyn till ytans emissivitet samt konduktiva vägars effekter genom underlaget.

Användningsområden inkluderar bygg- och energianalys, HVAC och klimatsystem, elektronikkyla, fordons- och rymdindustrin samt meteorologi. Värmeflödesgivare används för att utvärdera termisk prestanda hos komponenter, byggnadsisolering och ytförluster, samt för forskning inom material- och värmeöverföring.

Fördelarna inkluderar snabb respons och lokal mätinformation om ytfördelning av värme. Begränsningar kan vara beroende av ytans egenskaper (emissivitet, mekanisk yta), konduktiva förluster i sensorn och behov av noggrann kalibrering samt rätt temperatur- och miljöförhållanden.