Senzor de flux de căldură ( ing. Senzor de flux de căldură , germană Wärmeflußsensor ) este un nume folosit în mod obișnuit pentru un senzor care emite un semnal proporțional cu fluxul de căldură în zona senzorului.
Senzorii de flux de căldură pot fi utilizați pentru o varietate de aplicații. Unul dintre cele mai promițătoare domenii de aplicare a acestora este studiul calității izolației termice a clădirilor, precum și proprietăților de termoizolare ale textilelor prin măsurarea coeficientului de transfer termic [1] al obiectului studiat. În plus, aplicațiile posibile includ măsurarea debitului de lichid și gaz [2] , determinarea neinvazivă a temperaturii [ 3] și măsurarea puterii laser [4] .
În fiecare zi, o cantitate uriașă de energie este cheltuită pentru încălzirea și răcirea clădirilor, dintre care majoritatea au o izolație termică destul de scăzută, de multe ori nu la standardele moderne [5] . În acest sens, una dintre cele mai importante aplicații ale senzorilor de flux de căldură este controlul calității izolației termice a clădirilor prin măsurarea coeficientului de transfer termic [6] .
Într-adevăr, conform legii transferului de căldură, densitatea fluxului de căldură [7] prin suprafață, de exemplu, pereții unei clădiri, este direct proporțională cu diferența de temperatură de pe suprafețele exterioare și interioare ale obiectului (perete). ) [8] . Acest factor de proporționalitate se numește coeficient de transfer termic, sau factor U [9] . În acest caz, raportul dintre densitatea fluxului de căldură măsurat cu ajutorul unui senzor de flux de căldură și diferența de temperatură ne permite să determinăm parametrul necesar - coeficientul de transfer de căldură: cu cât este mai mic, cu atât este mai bună izolarea obiectului studiat (pentru exemplu, peretele unei clădiri) [10] .
Mărimea densității fluxului de căldură se dovedește a fi, de asemenea, un parametru important în dezvoltarea îmbrăcămintei pentru sportivi și chiar pompieri [11] . Într-adevăr, raportul dintre densitatea fluxului de căldură, măsurat folosind un senzor de flux de căldură conform procedurii descrise mai sus, și diferența de temperatură de pe suprafețele interioare și exterioare ale elementului de îmbrăcăminte vă permite să determinați coeficientul de transfer de căldură al materialului țesăturii, care este necesar la dezvoltarea seturi de îmbrăcăminte rezistente la căldură [12] .
Metoda de măsurare a densității fluxului de căldură se bazează pe măsurarea diferenței de temperatură pe un „perete auxiliar” (placă) instalat pe anvelopa clădirii. Această diferență de temperatură, proporțională cu direcția fluxului de căldură a densității sale, este convertită în e. d.s. baterii de termocupluri situate în „peretele auxiliar” paralel cu fluxul de căldură și conectate în serie conform semnalului generat. „Peretele auxiliar” și bateria termocuplurilor formează un convertor de flux termic [13] .