自校准热通量传感器
HFP01SC 自校准热流传感器适用于土壤环境测量。该产品可为测量工作提供良好的精度表现与质量保障。
设备具备在线自检功能，可对埋设于地下、无法目视检查且不便拆卸送检重新校准的传感器，持续核验运行状态稳定性与热接触贴合情况。自检流程同时包含自校准机制，能够补偿由周边土壤导热系数变化（受土壤含水率影响）、传感器自身参数波动及温度特性带来的测量偏差。
- 长期使用
- 自校准
- 坚固稳定
- 防护等级IP67
规格
| 测量对象 | 热通量 |
|---|---|
| 在线功能测试 | 自检，包括自校准 |
| 感应区域 | 8 x 10⁻⁴ m³ |
| 传感器热阻 | 81 x 10⁻⁴ K/（W/m²） |
| 测量范围 | -2000至2000 W/m² |
| 灵敏度 | 60 x 10⁻⁶ V/（W/m²） |
| 额定工作温度范围 | -30至+70°C |
| IP防护等级 | IP67 |
| 薄膜加热器电阻 | 100Ω ± 10 % |
| 薄膜加热器额定电源 | 9至15 VDC |
| 自检间隔6小时加热间隔持续时间 | 180秒 |
| 日平均功耗 | 0.02W |
| 标准电缆长度 | 2 x 5 m |
| 选项 | –更长的电缆长度（10、15、20、30、40米） |
精度与测量品质保障出众
HFP01SC 以瓦每平方米为单位测量土壤热流密度，适用于对测量品质保障和检测精度有较高要求的场景。
从结构原理来看，HFP01SC 集成了热流传感器与薄膜加热片。热流传感器输出电压信号，信号大小与流经传感器的热流呈比例关系。设备会按固定周期启动薄膜加热片，完成在线自检（见图4）。自检可以核验传感器与土壤的贴合接触状态，并生成适配当下现场工况的全新灵敏度参数，这一过程即为自校准。同时还可间接校验线路连接、数据采集与数据处理环节是否正常。相比 HFP01 等常规型号传感器，它能明显提升测量精度与数据可靠性。
土壤热流传感器适宜长期埋置在土层中，使周边土壤特性逐步贴合现场真实环境状态。借助在线自检功能，用户无需将传感器拆下送检，即可确认设备工作状态是否稳定。常规测点一般布设两支及以上传感器，便于通过空间平均取值，提升数据代表性。
独有特性与应用优势
- 热阻数值低
- 防护基准面积大，符合ISO 9869标准规范要求
- 电阻值低，不易受外界电气噪声干扰
- 灵敏度表现良好，可在低热流环境下保持理想信噪比
- 结构稳固耐用，配套线缆强度高，适合长期固定安装使用
- 防护等级达IP67，满足户外场景使用需求
- 内置薄膜加热片，支持在线自检功能
推荐应用场景
对数据品质有较高要求、需开展高精度土壤热流科研测量的场合
配件
| BLK | ： |
|---|---|
| 光谱范围（UV-VIS-NIR-FIR） | 250至>10000 x 10⁻⁹ m |
| 吸收范围 | >95% |
| GLD | ： |
| 被测对象 | 对流热通量 |
| 光谱范围（近红外） | >1000 x 10⁻⁹ m |
| 光谱范围（VIS） | 400至700 x 10⁻⁹ m |
| 反射范围 | >80% |
| 太阳能吸收率 | <20% |
| 额定温度范围-连续使用 | -185至+150°C |
| 额定温度范围-短间隔 | -185至+260°C |
| –对传感器灵敏度的影响 | 微不足道的 |
| –传感器应用 | 用户或工厂，请参阅用户手册和说明视频 |
| –GLD适用于FHF05（SC） | GLD-10X10, GLD-15X30, GLD-50X50 (SC), GLD-15X85, GLD-85X85 (SC) |
| –BLK适用于FHF05（SC） | BLK-10X10, BLK-15X30, BLK-50X50 (SC), BLK-15X85, BLK-85X85 (SC) |
| –GLD适用于HFP01 | GLD-80 |
| –BLK适用于HFP01 | BLK-80 |
| * | 另请参阅传感器用户手册中的热通量传感器的额定温度范围 |
| 显示器输出 | 热通量、太阳辐射 |
|---|---|
| 输入 | 模拟电压 |
| 转换 | 按传感器灵敏度划分 |
| 显示定义 | 4位带符号的数字 |
| 显示器刷新率 | 1 s⁻¹ |
| 校准不确定度 | 0.1% |
| 温度依赖性 | <0.5%+3 x 10⁻⁶ V超出额定范围 |
| 采样率 | 2s⁻¹ |
| 额定输入范围 | 6.25至200 x 10⁻³V（可选） |
| A/D转换 | 16 bits |
| 存储测量定义 | 最小最大和平均存储间隔，转换为W/m² |
| 存储容量 | 3518次测量 |
| 存储间隔范围 | 2到65535秒（可选） |
| 与Hukx传感器型号的兼容性 | SR05-A1, HFP01, SBG01, HF03 |
| 电池类型 | 2 x AA |
| 内部电源电压 | 3 VDC |
| 电池寿命 | >50天（使用新电池） |
| 额定工作温度范围 | -10至+40°C |
| 与PC配合使用的系统要求 | Windows XP及更高版本 |
| 连接到PC | USB 1.1/2.0低速 |
| PC上的用户界面 | LI19软件 |
| IP防护等级 | IP40 |
| 传感器连接 | 2 x（带螺纹信号线夹的4mm香蕉母底盘插头） |
常见问题
如何测量热通量？
热流传感器以瓦每平方米为单位，测量入射表面或穿透表面的能量通量。
热流的来源主要包括：
- 热传导
- 热辐射
- 热对流
对流与传导传热均由温差产生。热量始终从热源流向受热端，由高温环境向低温环境传递。对流与传导热流，通过让热量流经传感器完成测量；辐射热流则采用带有黑色吸收面的热流传感器进行检测，吸收面可将辐射能转化为传导热能。
Hukx 成立于1993年，最初研发用于土壤及墙体热流检测的传感器。历经多年发展，陆续推出适配更多应用场景的专用传感器及成套监测系统。
Hukx 生产的热流传感器均针对不同应用场景的实际使用需求做适配优化，关键考量指标包括：
- 额定温度范围
- 额定热流范围
- 灵敏度
- 响应时间
- 耐化学腐蚀性能、安全规范要求
- 外形尺寸、结构形态及光谱特性
Hukx 在热流测量领域拥有成熟的行业积淀。我方编制了专业白皮书，简要阐述热流传感器的测量基础原理，同时给出通用使用注意事项，并介绍部分较为新颖的实际应用场景，欢迎查阅我方相关白皮书资料。
在使用热通量传感器进行测量时，什么重要？
时空代表性与均值采集
热流传感器仅能对特定点位进行测量，需评估该点位是否具备整体工况的代表性。条件允许时，优先选用尺寸适中的传感器，而非小型传感器，也可考虑多台传感器同步布设。热力过程通常具备较大时间常数，瞬时测量结果易产生偏差，建议采用均值采集，获取完整真实的工况数据。
光学特性
当热流传感器兼顾辐射测量时，需留意感应面颜色，必要时可对传感器表面做涂漆处理。需注意：光亮金属表面会反射红外光与可见光；各类涂层在可见光波段呈现不同色彩，但在远红外波段大多具备黑色吸收体特性。
传感器热阻
热流传感器会对局部原有热流分布产生扰动。为弱化该影响，应选用热阻偏低的传感器型号。
边缘效应
传感器会改变局部热量流向，边缘位置的扰动尤为明显。配置无源护边结构，即在传感核心外围设置非感应区域，可有效规避边缘效应带来的测量误差。
除此之外，还有多项关键性能参数需要考量，可查阅我方关于热流基础原理与应用的专业白皮书；也可参考《热流传感器安装指南》技术说明，获取安装技巧与实用实操建议。
如何测量建筑物的R值和U值？
建筑领域常采用热阻R值进行现场实测研究。也可测量其倒数参数：热导Λ值；或是包含环境空气边界层热阻的传热系数U值。
热阻R值的测量原理：同步对热通量$\Phi$与温差$\Delta T$做时间平均取值，在墙体两侧各布设一支温度传感器进行采集。
计算公式：R = ΔT/Φ
Hukx 提供多款传感器与测量系统，适用于建筑能量收支测算及建材热工特性检测。
HFP01 热流传感器与 TRSYS20 测量系统，广泛应用于建筑物理领域，可对墙体、窗户及各类建筑构件开展现场热工测试。
HFP01 热流传感器
HFP01 可依据 ISO 9869、ASTM C1046、ASTM 1155 标准，现场实测建筑围护结构热阻（R值）与传热系数（U值）。该传感器在土壤、墙体及建筑围护结构的热流检测中应用普及度很高。可测量被测结构内部或表面的热流密度，单位为瓦每平方米。如需更多详情，可查阅 HFP01 产品页面。
TRSYS20 热工测量系统
TRSYS20 是一款高精度现场测试系统，用于测定建筑围护结构的热阻R值、热导Λ值及传热系数U值。系统主要依照 ISO 9869、ASTM C1155 / C1046 规范开展检测。
整套系统配备高精度采集模块、两台 HFP01 热流传感器以及两组配对热电偶。双测点布局具备冗余校验作用，提升测量结果的可信度。依托热流传感器与温差测量的高精度性能，即便在墙体两侧温差很小的工况下，该系统仍可稳定持续采集，而同类系统往往难以正常工作。
应使用哪些传感器进行地表能量通量测量？
Hukx 生产一系列用于地表能量通量测量的传感器，全系产品运行稳定可靠。
这些工艺先进的传感器专为全球通量观测网络研发配套：
- NR01：四分量净辐射计，行业应用广泛
- HFP01 与 HFP01SC：用于测量土壤热通量
- STP01：可实现精准的温度廓线测量
- TP01：土壤导热系数主流测量传感器
Hukx 传感器可兼容市面上多数通用数据采集器型号，针对多款主流设备，我方提供示例程序与接线图纸可供查阅。
我在哪里可以找到完整的热通量测量系统？
Hukx 是热流测量领域的专业服务商，同时提供传感器整机与成套测量系统。
这类测量系统通常由测控主机，以及一支或多支传感器组成，可测量热流、温度、湿度等多项参数。典型案例包括：搭载 TCOM01 传感器的 TCOMSYS01 热力舒适度测量系统；集成两支 HFP01 热流传感器与两组配对热电偶的 TRSYS01 测量系统。
纯传感器产品可在此页面查看，成套完整测量系统将在独立页面展示。
若未找到所需产品，欢迎随时联系我们。
应用领域
气象学
科学研究与传热测量
建筑物理学
相关产品
| 被测对象 | 热通量 |
|---|---|
| 感应区域 | 8 x 10⁻⁴ m² |
| 防护装置宽厚比 | 5m/m（根据ISO 9869 D.3.1的要求） |
| 传感器热阻 | 71 x 10⁻⁴ K/（W/m²） |
| 传感器电阻范围 | 1至4Ω |
| 传感器厚度 | 5.4 x 10⁻³ m |
| 校准不确定度 | ±3%（k=2） |
| 测量范围 | -2000至2000 W/m² |
| 灵敏度 | 60 x 10⁻⁶ V/（W/m²） |
| 额定工作温度范围 | -30至+70°C |
| 电缆直径 | 4 x 10⁻³ m |
| IP防护等级 | IP67 |
| 标准电缆长度 | 5米 |
| 选项 | –更长的电缆长度（10、15、20、30、40米） |
| 测量对象 | 热通量 |
|---|---|
| 感应区域 | 64 x 10⁻⁴ m² |
| 传感器热阻 | 71 x 10⁻⁴ K/（W/m²） |
| 传感器电阻范围 | 10至32Ω |
| 传感器厚度 | 5.4 x 10⁻³ m |
| 校准不确定度 | ±6%（k=2） |
| 测量范围 | -2000至2000 W/m² |
| 灵敏度 | 500 x 10⁻⁶ V/（W/m²） |
| 额定工作温度范围 | -30至+70°C |
| 电缆直径 | 4 x 10⁻³ m |
| IP防护等级 | IP67 |
| 标准电缆长度 | 5m |
| 选项 | 更长的电缆长度（10、15、20、30、40米） |
| 使用管理标准 | ISO 9869 ; ASTM C1046 ; ASTM C1155 |
|---|---|
| MCU图形用户界面 | 通过网页浏览器浏览网页 |
| –校准不确定度 | ±3%（k=2） |
| –热通量测量分辨率 | 0.02 W/m² |
| –防护装置的宽度与厚度之比 | 5 m/m（依据ISO 9869 D.3.1标准） |
| –精度 | <±0.1°C（根据ISO 9869第5.2段的要求） |
| –分辨率 | 0.02°C |
| –测量 | 温度(4 x) |
| –热电偶类型 | IEC 60584-3:2007 KX型 |
| –公差等级 | II级 |
| 确定建筑物R值和U值所需的数据分析 | 由用户根据ISO和ASTM标准惯例执行 |
| 测量位置数量 | 2 |
| 每个位置的电缆长度 | 2 |
| 额定工作温度范围HFP01和TC | -30至+70°C |
| 测量持续时间范围 | >3天 |
| 数据存储容量 | >30天 |
| –连接 | 通过以太网连接到局域网（LAN）或通过USB直接连接到PC |
| –支持的网络浏览器 | Chrome 10 ; Firefox 4 ; Internet Explorer 9 ; Opera 11 ;Safari 5 ;或者更高版本 |
| –额定工作电压MCU | 10至16 VDC |
| –输入电压 | 110-220 VAC, 50 / 60 Hz |
| –防护等级 | IP22 |
