FHF05SC series
Two self-calibrating foil heat flux sensors with thermal spreaders and heater
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- self-calibrating
- incorporated heater
- IP67 rated
- flexible design
Two self-calibrating foil heat flux sensors with thermal spreaders and heater
Introducing next-level sensors from the world market leader in heat flux measurement! FHF05SC sensors are a combination of our standard models FHF05 series heat flux sensors and an integrated heater. The heater allows you to perform self-tests, verifying sensor functionality and stability during use, without having to remove the sensor. FHF05SC series is ideal for high-accuracy and long-term heat flux measurement, construction of calorimeters, (zero heat flux) core temperature measurement, and thermal conductivity test equipment. Available in two models: standard model size 50 x 50 mm and a larger, more sensitive size of 85 x 85 mm.
- self-calibrating
- incorporated heater
- IP67 rated
- flexible design
Specifications
| measurement range | (-10 to +10) x 10³ W/m² |
| continuous use | -40 to +120 °C** |
| online functionality testing | self-test including self-calibration |
| temperature sensor | Type T thermocouple, IEC 60584-1 Class 2* |
| sensor thickness | 0.7 x 10⁻³ m |
| rated bending radius | ≥ 15 x 10⁻³ m |
| thermal spreaders | included |
| sensor thermal resistance | 24 x 10⁻⁴ K/(W/m²) |
Todas as especificações
| measurand | heat flux |
| temperature sensor | Type T thermocouple, IEC 60584-1 Class 2* |
| thermal spreaders | included |
| online functionality testing | self-test including self-calibration |
| rated bending radius | ≥ 15 x 10⁻³ m |
| rated load cable | ≤ 1.6 kg |
| outer dimensions foil with guard | (50 x 50) x 10⁻³ m, (85 x 85) x 10⁻³ m |
| sensor thermal resistance | 24 x 10⁻⁴ K/(W/m²) |
| sensor thickness | 0.7 x 10⁻³ m |
| uncertainty of calibration | ± 5 % (k = 2) |
| measurement range | (-10 to +10) x 10³ W/m² |
| sensitivity (nominal) per model | |
| – 50X50 | 13 x 10⁻⁶ V/(W/m²) |
| – 85X85 | 50 x 10⁻⁶ V/(W/m²) |
| continuous use | -40 to +120 °C** |
| short intervals | -160 to +150 °C** |
| IP protection class | IP67*** |
| standard wire length | 2 m |
| heater resistance per model | |
| – 50X50 | 120 Ω (nominal) |
| – 85X85 | 40 Ω (nominal) |
| heater power supply | 12 VDC |
| options | |
| – 5 or 10 m cable length | |
| – without cable **** | |
| – BLK black sticker, GLD gold sticker | |
| * temperature measurement uncertainty: ± 1 or 0.0075 × T °C. For details, see the user manual. | |
| ** when measuring at temperatures of -160 °C , contact Hukx. | |
| *** see appendix on long-term use under condensing, wet, and underwater conditions. | |
| **** sensor foil only (without cable and cable connection block) may be used in vacuum. | |
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Let's talk about your project and the performance data you need. We are here to guide you to the right solution.
Unmatched quality assurance
FHF05SC self-calibrating sensors consist of a heat flux sensor, combined with a heater. This combination is used when the highest level of quality assurance is required and for long-term heat flux measurements.
The thin, flexible, and versatile FHF05SC sensors measure heat flux (in W/m2) either through the object in which they are incorporated or on which they are mounted. Each sensor contains a thermopile that measures the temperature difference across FHF05SC’s flexible body, which directly translates to heat flux. A Type T thermocouple provides additional temperature measurement. Both the thermopile and the thermocouple are passive sensors and do not require external power.
Multiple small thermal spreaders form a conductive layer covering the sensor, reducing the measurement's dependence on thermal conductivity. With these incorporated spreaders, the sensitivity of FHF05SC sensors is independent of the thermal properties of their environment. Many competing sensors do not have thermal spreaders, so their sensitivity cannot be relied upon since it varies depending on the material on which they are mounted.
The unique feature of the FHF05SC sensors is an incorporated heater. This heater may be used, switched on for several minutes, for self-testing purposes. When activated, the heater does require power.
Unique features and benefits
- heater for self-testing purposes
- flexible (bending radius ≥ 15 x 10-3 m)
- low thermal resistance
- wide temperature range
- fast response time
- integrated Type T thermocouple
- robust design, including cable connection block for strain relief
- IP67 protection rating (essential for outdoor and humid environments)
- integrated thermal spreaders for low thermal conductivity dependence
Using an FHF05SC sensor is easy. For heat flux measurements, it connects directly to commonly used data logging systems. The heat flux (in W/m2) is calculated by dividing the sensor output, a small voltage, by the sensitivity—which is provided on the sensor’s product certificate. When used under conditions that differ from the calibration reference conditions, the FHF05SC series’ sensitivity to heat flux may be different than stated on its certificate. See the user manual for suggested solutions.
Also, make sure your data acquisition accepts Type T thermocouples to perform temperature measurements.
Self-testing
When measuring heat flux, you may wish to regularly check their sensor’s performance. During use, the film heater can be temporarily activated for several minutes to perform a self-test, including self-calibration. The heat flux sensor's response during self-test verifies its performance. Cable connection, data acquisition, thermal connection of
the sensor to its environment, and data processing are also implicitly tested. Heat flux sensors are often installed for long periods of time. Using self-testing, the user no longer needs to take sensors to the laboratory to verify their stable performance. The heater has a well-characterized and traceable surface area and electrical resistance.
Robust and stable
FHF05SC sensors are equipped with a potted cable connection block that prevents moisture from entering and may also serve as strain relief—proving its robustness and stability in demanding environments.
Measurement and control
Requirements for data acquisition and control:
- for heat flux: one millivolt measurement
- for heater voltage: one voltage measurement
- optional, for heater current: one current measurement or voltage measurement over a resistor
- for switching the heater current on and off: one relay with 12 VDC nominal output
- for temperature: Type T thermocouple
BLK and GLD sticker series
Want to study energy transport or heat flux in detail? Hukx helps take your measurement to the next level: order FHF05SC with radiation-absorbing black and radiation-reflecting gold stickers. You can then use one sensor to measure convective + radiative flux and the other to measure convective flux only. Subtract the two measurements to obtain radiative flux.
You can apply the BLK – GLD stickers to the sensor, with stickers available for every sensor dimension. Optionally, they can be ordered pre-applied on the FHF sensors. See the BLK – GLD sticker series user manual and installation video for instructions.
Suggested use
- high-accuracy scientific measurement of heat flux, with a high level of data quality assurance
- study of convective heat transfer mechanisms
- calorimeter prototyping
- (zero heat flux) non-invasive core temperature measurement
- thermal conductivity test equipment
Accessories
Frequently Asked Questions
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Como medir fluxo de calor?
Sensores de fluxo de calor medem o fluxo de energia que incide sobre ou atravessa uma superfície, expresso em [W/m²].
A origem do fluxo de calor pode ser:
• condução
• radiação
• convecção
A transferência de calor por convecção e condução está associada a uma diferença de temperatura. O calor sempre flui de uma fonte para um sumidouro, ou seja, de um ambiente mais quente para um mais frio. O fluxo de calor convectivo e condutivo é medido permitindo que esse calor atravesse o sensor. Já o fluxo radiativo é medido por sensores de fluxo de calor com absorvedores pretos, que convertem a energia radiativa em energia condutiva.
A Hukx iniciou suas atividades em 1993 com sensores para medição de fluxo de calor em solos e paredes. Ao longo dos anos, foram adicionados sensores e sistemas especializados para muitas outras aplicações.
Os sensores de fluxo de calor fabricados pela Hukx são otimizados para atender às exigências de diferentes aplicações, considerando:
• faixa de temperatura nominal
• faixa de fluxo de calor nominal
• sensibilidade
• tempo de resposta
• resistência química e requisitos de segurança
• tamanho, formato e propriedades espectrais
A Hukx é líder mundial em medições de fluxo de calor. Preparamos um white paper que explica de forma sucinta os fundamentos da medição com sensores de fluxo de calor. O material também apresenta orientações gerais sobre pontos de atenção e algumas aplicações, possivelmente surpreendentes, desses sensores. Consulte nossos white papers.
O que é mais importante ao medir com um sensor de fluxo de calor?
- Representatividade no tempo e no espaço: média
Um sensor de fluxo de calor mede em um ponto específico. Esse ponto é representativo do que você precisa medir? Sempre que possível, utilize um sensor relativamente grande em vez de um sensor pequeno e considere o uso de múltiplos sensores. Processos térmicos geralmente apresentam constantes de tempo elevadas; medições instantâneas podem ser enganosas. Utilize médias para obter uma visão completa. - Propriedades ópticas
Quando os sensores de fluxo de calor também medem radiação, é importante considerar a cor da superfície. Se necessário, pinte a superfície do sensor. Observe que superfícies metálicas brilhantes refletem tanto a radiação infravermelha quanto a visível. Tintas podem apresentar cores diferentes na faixa visível, mas geralmente atuam como absorvedores “pretos” no infravermelho distante. - Resistência térmica do sensor
Um sensor de fluxo de calor altera localmente o fluxo de calor. Para minimizar esse efeito, utilize um sensor com a menor resistência térmica possível. - Efeitos de borda
Um sensor de fluxo de calor distorce localmente o padrão de fluxo de calor, especialmente nas bordas do sensor. Um guarda passivo, ou seja, uma parte não sensível ao redor do sensor, é essencial para evitar erros causados por efeitos de borda.
Existem outras características importantes a serem consideradas. Consulte nosso white paper sobre fundamentos e aplicações de fluxo de calor. Você também pode acessar nossa nota Como instalar um sensor de fluxo de calor para dicas e boas práticas.
Quais sensores usar para medição do fluxo de energia na superfície?
A Hukx fabrica uma linha de sensores para medições de fluxo de energia na superfície. Todos possuem confiabilidade comprovada.
Esses sensores de última geração foram desenvolvidos para a comunidade global do FLUXNET:
• NR01 é um saldo radiômetro de 4 componentes, líder de mercado.
• HFP01 e HFP01SC medem o fluxo de calor no solo.
• STP01 oferece medições precisas de perfil de temperatura.
• TP01 é o sensor líder para medição da condutividade térmica do solo.
Os sensores fabricados pela Hukx são projetados para serem compatíveis com a maioria dos modelos comuns de data loggers. Para muitos desses modelos, disponibilizamos programas de demonstração e diagramas de conexão.
Como medir o valor R e o valor U de edificações?
Medições in situ da resistência térmica, R, são frequentemente aplicadas em estudos de edificações. Como alternativa, pode-se medir o seu valor inverso, a condutância térmica, conhecida como valor Λ, ou a transmitância térmica, que inclui a resistência térmica da camada limite do ar ambiente, o valor U.
As medições de R são baseadas na medição simultânea e em média temporal do fluxo de calor Φ e da diferença de temperatura ΔT, utilizando dois sensores de temperatura, um em cada lado da parede.
R = ΔT/Φ
A Hukx oferece uma linha de sensores e sistemas de medição para uso na avaliação do balanço de energia de edificações e na caracterização de materiais de construção.
O sensor de fluxo de calor HFP01 e o sistema de medição TRSYS20 são amplamente utilizados em medições in situ em paredes, janelas e outros elementos construtivos na física das edificações.
O HFP01 pode ser utilizado para medições in situ da resistência térmica da envoltória do edifício (valor R) e da transmitância térmica (valor H), de acordo com as normas ISO 9869, ASTM C1046 e ASTM 1155.
- O HFP01 é o sensor mais utilizado no mundo para medições de fluxo de calor, tanto no solo quanto através de paredes e envoltórias de edificações. O sensor mede o fluxo de calor que atravessa o objeto no qual está incorporado ou sobre o qual está montado, em W/m².
Mais informações podem ser encontradas na página do produto HFP01.
-O TRSYS20 é um sistema de alta precisão para medições in situ da resistência térmica (R), da condutância térmica (valor Λ) e da transmitância térmica (valor U) de envoltórias de edificações. O TRSYS20 é utilizado principalmente em medições realizadas de acordo com as práticas normativas ISO 9869 e ASTM C1155 / ASTM C1046.
O sistema é equipado com eletrônica de alta precisão, dois sensores de fluxo de calor modelo HFP01 e dois pares de termopares correspondentes. Os dois pontos de medição oferecem redundância, resultando em um alto nível de confiabilidade nos resultados obtidos.
A elevada precisão dos sensores de fluxo de calor e das medições de diferença de temperatura garante que o TRSYS20 continue operando mesmo quando outros sistemas deixam de apresentar desempenho adequado, especialmente em situações com diferenças de temperatura muito baixas através da parede.
Onde posso encontrar sistemas completos de medição de fluxo de calor?
A Hukx, líder de mercado em medição de fluxo de calor, oferece tanto sensores quanto sistemas completos.
Esses sistemas de medição normalmente incluem uma Unidade de Medição e Controle e um ou mais sensores para medição de fluxo de calor, bem como de outras grandezas, como temperatura e umidade. Exemplos incluem o sistema de medição de conforto térmico TCOMSYS01 Hot Cube, que incorpora um sensor TCOM01, e o sistema de medição TRSYS01, que integra dois sensores de fluxo de calor HFP01 e dois pares de termopares pareados.
A opção “apenas sensores” pode ser encontrada aqui. Os sistemas completos de medição estão disponíveis aqui, em uma página separada.
Não encontrou o que procura? Entre em contato contato conosco.
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