CN210602919U - 一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，属于换热器领域。该换热器包括换热板、密封垫片、前支柱、固定压紧板、活动压紧板、上导杆、下导杆、紧固螺栓、螺母与泄漏监测报警器，换热板的换热区由水滴形扰流体单元组成。水滴形扰流体单元侧面区域形成变截面通道，显著增加了工艺介质湍流度，提高了设备换热效率，同时在窄流道区形成较强的流体剪切，去除换热板近壁面区域沉积的污垢层。泄漏监测报警器实现对板束区域流体通道的全方位覆盖，通过工艺介质泄漏滴落时引发的形变，导致敏感元件的电阻特性发生改变，进而对泄漏部位与泄漏量进行精准判断。同时，泄漏信号传输至蜂鸣器，引发对于流体介质泄漏的快速响应。

Description

一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器

技术领域

本实用新型属于换热器领域，具体地说是涉及一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器。

背景技术

随着工业革命的飞速发展，世界能源危机日益加剧，各国为争夺能源储备展开激烈竞争，甚至引发局部战争。如何提高一次能源有效利用率，以及二次能源回收效率，成为世界各国发展过程中亟待解决的重大关切。面对日益严峻的能源危机，我国各工业部门对节能降耗工作提出严格要求，并明确指出节约能源是我国的基本国策。

近年来，板式换热器因其换热效率高(相同换热面积条件下，比管壳式高 2-5倍)、结构紧凑(相同换热功率条件下，体积占比为管壳式的1/5-1/2)、组装灵活、易于检维修、造价较低等特点，在石油、化工、船舶、航空、食品、医药、轻纺等工业领域获得了广泛应用，极大提高了二次能源利用率，成为世界各国争相研发、推广的新型高效节能换热设备。板式换热器主要由板框和板束组成，板束是换热器的核心换热元件。各换热板依次叠放后，形成冷热流体交替分布的流体通道，通过介质与板片的对流换热，使工艺介质达到目标温升(温降)。设备运行过程中，工艺介质中所含的杂质在流经换热板导流槽时发生沉积，逐渐在换热板表面形成较大热阻的污垢层，极大降低了热流体-换热板-冷流体之间的换热系数，降低设备整体运行效率，甚至引发垢下腐蚀风险，威胁设备的长周期安全运行。而且，工程应用中，换热板通常采用不锈钢、合金钢等材料，而密封垫片通常采用橡胶材料。相比较于换热板而言，密封垫片的耐高温与耐压性能较低，因此成为制约板式换热器广泛应用的关键因素。板式换热器运行过程中，由于安装不对称、局部过热、流体介质腐蚀导致的密封垫片泄漏现象时有发生，引发装置非计划停工，甚至引发火灾、爆炸事故，严重制约企业的长周期安稳生产。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，以解决目前板式换热器面临的板片表面结垢、沉积与泄漏监测共性难题。换热板的换热区由水滴形扰流体单元组成，一方面在其侧面形成瞬时速度可变的流体通道，增强介质紊流度，提高换热效果，同时在其底部尾流区形成卡门涡旋，剥离过程中实现对板片的自清洗功能；通过增设在线泄漏监测报警器，可实现整个板束区域全覆盖，通过泄漏流体滴落引起感应元件发生应变，导致其电阻特性发生改变。通过对等效电路对变量值进一步分析，进而对泄漏位置进行精准定位，并对泄漏量进行判断。同时，该泄漏信号直接传输至蜂鸣器，可实现泄漏即时报警功能。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，其特征在于，包括换热板、密封垫片、前支柱、固定压紧板、活动压紧板、上导杆、下导杆、紧固螺栓、螺母和泄漏监测报警器；所述换热板上设置垫片槽，密封垫片固定于换热板上的垫片槽内；换热板的上下端中央均设有凹槽，上导杆、下导杆分别放置于换热板的凹槽内，上导杆和下导杆的两端分别固定于固定压紧板和前支柱上，换热板置于固定压紧板和活动压紧板之间，并通过紧固螺栓和螺母固定，螺母固定在固定压紧板和活动压紧板的外侧；所述换热板的换热区由水滴形扰流体单元组成，所述水滴形扰流体单元头部小半径圆的圆心角α₁为60°，底部大半径圆的圆心角α₂为120°；所述泄漏监测报警器包括高阻敏感栅、敏感栅传输线、信号传输线、固定连接线、固定卡扣、基底、信号处理器、蜂鸣器；所述高阻敏感栅为直径 0.01mm的高电阻金属丝，通过敏感栅传输线和信号传输线与信号处理器连接，蜂鸣器与信号处理器串联；所述泄漏监测报警器通过固定连接线与固定卡扣固定于固定压紧板与活动压紧板底部的挂钩上。

进一步地，相邻换热板间距d满足：

d≥8.46×10⁴μns/q

其中，μ为流体动力粘度；n为每流程通道数；s为通道截面；q为工艺介质质量流量。

进一步地，所述换热板换热区的水滴形扰流体单元的高度h满足： h＝d/2。

进一步地，所述水滴形扰流体单元的纵向长度L₁为30mm，头部半径r₁为 8mm，底部半径r₂为12mm。

进一步地，所述水滴形扰流体单元的倾角β为60°，且以换热板垂直中心线左右对称分布。

进一步地，相邻水滴形扰流体单元的纵向轴线之间的间隔距离L₂为30mm，每列相邻凸起之间的间隔距离L₃为8mm。

进一步地，热、冷流体在水滴形绕流体单元组成的换热板间采用U型逆流方式流动。

进一步地，所述泄漏监测报警器的主体长度L＝L＇，其中，L＇为板式换热器固定底板与活动压紧板之间的距离，即板束厚度；所述泄漏监测报警器的主体宽度(即高阻敏感栅宽度)H₁＝W＇，其中，W＇为换热板宽度；所述高阻敏感栅为直径0.01mm的高电阻金属丝，且每一敏感栅单元内两条金属丝之间距离d₁为1.0mm，相邻敏感栅单元之间的距离d₂＝0.5*(d-3d₁),其中，d为相邻换热板之间的间隔距离，高阻敏感栅通过粘合剂固定于基底之间；所述基底为玻璃纤维，厚度为1.0mm，长度L₀＝L+4.0mm+4.0mm，宽度H₀＝H₁+H₂，其中，H₂＝4.0 mm，为连接线布置区域。

本实用新型具有的有益效果是：本实用新型通过对板式换热器的核心元件- 换热板进行创新设计，用水滴形扰流体单元替代了目前广泛使用的人字形流道，将单一、恒定流通截面改为沿纵向可变流通截面，显著增强了工艺介质在通道内的变化尺度，使流体在较低速度下完成由“十字交叉流”向“曲折流”的转变。同时，在扰流单元尾部区域，形成反对称排列的卡门涡旋，在涡旋剥离过程中对换热板近壁面进行强烈冲刷，使板面沉积污垢剥落，实现换热设备运行过程中的自清洗功能。此外，由于扰流单元较人字形流道更为复杂，使得工艺介质流动过程中的紊流度显著增强，进而提高了换热板的换热系数。同时，增设了一种在线泄漏监测报警器，将流体泄漏滴落时导致的物理应变转化为电阻变化信号，并通过信号连接线传输至处理器。通过对泄漏信号进行处理分析，实现对泄漏位置的精准定位。通过对敏感元件应变量以及应变频率的分析，对换热器泄漏量进行判断。同时，泄漏信号可传输至蜂鸣器，实现泄漏实时监测与即时报警。

附图说明

图1本实用新型所提供可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器正视图；

其中，1为换热板、2为密封垫片、3为前支柱、4为固定压紧板、5为活动压紧板、6为上导杆、7为紧固螺栓、8为螺母、9为下导杆、10为泄漏监测报警器；

图2本实用新型所提供可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器侧视图；

图3本实用新型所提供带有水滴形扰流体单元的换热板结构图；

图4本实用新型所提供水滴形扰流体单元结构尺寸示意图；

图5本实用新型所提供可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器泄漏报警器主体结构；

其中，E、F为基底，G为高阻敏感栅；

图6本实用新型所提供一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器泄漏报警器组成部件；

图7本实用新型所提供可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器自清洗效果实验原理图；

图8本实用新型所提供可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器清洗对比实验结果；

图9本实用新型所提供可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器泄漏报警实验原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型所提供的一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，包括换热板1、密封垫片2、前支柱3、固定压紧板4、活动压紧板5、上导杆6、下导杆9、紧固螺栓7、螺母8和泄漏监测报警器10；所述换热板1上设置垫片槽，密封垫片2固定于换热板1上的垫片槽内；换热板1 的上下端中央均设有凹槽，上导杆6、下导杆9分别放置于换热板1的凹槽内，上导杆6和下导杆9的两端分别固定于固定压紧板4和前支柱3上，换热板1置于固定压紧板4和活动压紧板5之间，并通过紧固螺栓7和螺母8固定，螺母8固定在固定压紧板4和活动压紧板5的外侧；所述换热板1的换热区由水滴形扰流体单元组成，所述水滴形扰流体单元头部小半径圆的圆心角α₁为60°，底部大半径圆的圆心角α₂为120°；所述泄漏监测报警器10包括高阻敏感栅11、敏感栅传输线12、信号传输线13、固定连接线14、固定卡扣15、基底16、信号处理器17、蜂鸣器18；所述高阻敏感栅11为直径0.01mm的高电阻金属丝，通过敏感栅传输线12和信号传输线13与信号处理器17连接，蜂鸣器18与信号处理器17串联；所述泄漏监测报警器10通过固定连接线14与固定卡扣15 固定于固定压紧板4与活动压紧板5底部的挂钩上。

如图2所示，热、冷流体分别从进口A、C进入，在流体通道内与板片换热后从出口D、B流出换热器，介质流道为U型。

假定设备运行过程热流体质量流量为q₁，密度为ρ₁，动力粘性系数为μ₁，每流程通道数为n，单个通道截面积为s，相邻板间距为d，l为湿周长度，单个通道当量直径为L。因此，通道内热流体介质流速V₁满足：V₁＝q₁/(3600ns)

板间雷诺数R_e1满足：R_e1＝ρ₁V₁L/μ₁

单个通道当量直径L满足：

L＝4s/l＝2d

流体介质流经扰流单元时，尾部区域的流体形态主要由雷诺数决定。当雷诺数大于47时，绕流单元尾部区域形成稳定的卡门涡旋。将通道内热流体介质流速V₁、单个通道当量直径L的公式代入式板间雷诺数R_e1的公式中，获得热流体通道板间距d₁满足：

d₁≥8.46×10⁴μns/q₁

同理，冷流体通道板间距d₂满足：

d₂≥8.46×10⁴μns/q₂

若使换热设备内各处均形成稳定的卡门涡旋，则板间距d为d₁、d₂中的较大值。

所述换热板换热区的水滴形扰流体单元的高度h满足：h＝d/2。

图3所示为带有水滴形扰流体单元的换热板。水滴形扰流体单元以60°倾角排列时，可保证换热区的触点密度最大，从而使流体介质在通道内流动时在较低速度下实现从“十字交叉流”到“转折流”的转变，从而保证换热器具有较大的换热系数与合理的流动压降。

流体介质在板间通道内的流动形态为湍流，其湍动能满足：

k＝0.0384/Re^0.25

湍动能耗散率为：

ε＝k^3/2·C_μ ^3/4/0.03

C_μ为耗散因子，值为0.09。流体介质在板间流动时具有瞬时脉动，脉动频率满足：

f₀＝ε/(C_μ·k)

介质流动过程中，经过水滴形扰流体单元，在尾部区域形成卡门涡街，其脱落频率满足：

f₁＝S_r·V/D

其中，S_r为斯特劳哈尔数，当Re＜10⁵时，S_r＝0.21；D为水滴形扰流体单元宽度(取最宽处)。当涡街的脱落频率与流体流动脉动频率相等时，可达到最佳的换热效果。此时，经计算，D满足：

D＝[q/17142.86ns×(2ρVd/μ)^(1/8)]/[0.0384^(1/2)×0.09^(-1/4)]

石油、化工企业的常减压、加氢装置中，板式换热器内工艺介质流动速度小于 1m/s时，板式换热器运行效率较高。因此，取介质流动速度为0.85m/s，相邻板间距为8mm，此时，水滴形扰流体单元宽度为20.7mm。

如图4所示，水滴形扰流体单元的宽度D＝2r₂×sin(0.5α₂)，取α₂＝120°，则 r₂为12mm。此时，在尾部区域可形成稳定的卡门涡街，且其脱落频率与流体介质的脉动频率相近，保障了换热设备较高的运行效率。

水滴形扰流体单元的头部区域主要起到分流作用，因此其圆心角为60°、半径8mm，保障流体分流过程中产生的沿程阻力较小。若头部区域圆心角和半径过大或者过小，都将导致流体流动过程的沿程阻力较大，从而导致设备能耗增加。

换热器安装过程中，相邻的换热板呈180°水平倒置，为保障热、冷流体通道内的水滴形扰流体单元交错分布，因此其纵向距离为30mm；同时，每列水滴形扰流体单元间隔距离为8mm，保障卡门涡街脱落后能够充分发展，进而实现对换热板的冲刷除垢。若间隔距离过小，则卡门涡街不能充分发展，导致不能有效除去换热板的沉积污垢；若间隔过大，则卡门涡街脱落后动能耗散过大，导致沿程阻力降增加。

如图5所示，所述泄漏监测报警器主体分为基底层、高阻敏感栅、信号传输线与固定连接线组成。高阻敏感栅通过粘合剂固定于基底层之间。基底层固定有连接线与固定卡扣，与板式换热器固定底板与压紧板底部区域的固定挂钩相连接。换热板间的工艺介质泄漏时，滴落至监测报警装置主体时导致基底层产生形变，并将该形变量传递至高阻敏感栅，进而引发高阻敏感栅的电阻特性发生变化。该变化量传输至信息处理器时，通过对泄漏信号进行分析，即可对泄漏位置进行精准定位。

如图6所示，高阻敏感栅为直径0.01mm的高电阻金属丝，对于微小形变具有高度敏感性，能够通过形变改变电阻特性。

所述泄漏监测报警装置的主体长度L与主体宽度(即高阻敏感栅宽度)H₁满足：

L＝L＇

H₁＝W＇

其中，L＇为板式换热器固定底板与压紧板之间的距离，即板束厚度；W＇为换热板宽度。此时，监测报警装置主体可实现对板束区域的全覆盖，任意流体通道发生泄漏，都会引起所对应的高阻敏感栅的电阻特性发生改变，进而实现泄漏位置的准确定位。

每一敏感栅单元内，两条金属丝之间的距离d₁为1.0mm。相邻敏感栅单元之间的距离d₂满足：

3d₁+2d₂＝d

其中，d为相邻换热板之间的间隔距离。通常，工程实际应用的板式换热器相邻换热板的间隔距离小于10.0mm，上述d₁、d₂值的设定可保证泄漏信号检出率具有较高的准确率与敏感度。若d₁、d₂过大，容易造成不能对所有流道进行全方位覆盖，导致泄漏信号的漏检、漏报；若d₁、d₂过小，容易造成相邻敏感栅之间产生电磁干扰，影响泄漏信号的产生与处理。

所述基底材质为玻璃纤维，厚度为1.0mm，长度L₀与宽度H₀分别满足：

L₀＝L+4.0mm+4.0mm

H₀＝H₁+H₂

其中，H₂＝4.0mm，为连接线布置区域。基底尺寸不宜过大，否则容易导致设备运行过程中杂质与颗粒沉积；尺寸不宜过小，否则不能对高阻敏感元件进行有效覆盖，造成设备完整性与稳定性方面的缺陷。

在板式换热器的固定底板与活动压紧板下部区域增设固定挂钩，与所述泄漏监测报警装置的固定连接线以及卡扣进行连接。

板式换热器的每个流体通道对应于3个高阻敏感栅。当换热器流道发生泄漏时，信息处理中心显示敏感栅电阻特性发生变化的位置，从而判断出发生泄漏的流道。同时，因为不同泄漏量滴落时引发的形变量以及形变频率各不相同，泄漏量越大，形变频率越快，形变量也越大；反之，泄漏量越小，形变频率越慢，形变量亦越小。根据信号处理器所反应的电阻特性变化信号，可判断换热器流道的泄漏量大小。

所述的泄漏监测报警器，形变信号一方面通过传输线传输至信号处理中心进行深度分析与处理，另一方面传输至现场外操室与中控室的蜂鸣器，对泄漏信号做出即时响应与报警。

上述具体实施方式用来解释本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修正和改变，都落入本实用新型的保护范围。

实施例

本实用新型提供了一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器。通过对换热器的核心元件-换热板进行创新设计，将现行人字形直通道或等宽波纹通道改变为水滴形扰流体单元，在单元尾部区域形成反对称排列的卡门涡街，使其脱落过程中对换热板进行剪切与冲刷，将板面沉积的污垢层去除，实现设备运行过程中的自清洗功能。而且，由于水滴形扰流体单元边缘扩散角的存在，使工艺介质流动过程中的瞬时速度时刻变化，不仅增加了流体介质的湍流度，而且能够对扰流单元侧面进行冲刷和剪切，去除通道内的污垢沉积层。为了评价本实用新型所提供的板式换热器的自清洗效果，设计对比，原理如图7所示。

其中，1-1为热水储罐，1-2为加热器，1-3为热水泵,1-4为热水流量调节阀，1-5为热水流量计；2-1为冷水储罐，2-2为冷水泵，2-3为冷水流量调节阀，2-4 为冷水流量计。实验过程中，采用某公司生产等尺寸M25型板式换热器作为对比件，其与本实用新型提供的板式换热器的接管、导流区、换热区尺寸均相同，唯一区别在于M25型换热板为人字形直通道结构，而本实用新型所提供换热板为水滴形扰流体单元结构。两种换热板交替放置，构成1×10/(1×10)流程，其中M25型换热板为热流程，本实用新型提供的换热板为冷流程。为了排除温度对于流体颗粒的影响，实验过程中热、冷水温度相同，且含有相同质量浓度的微沙颗粒(0.1kg/L)。

根据实验结果(如图8所示)，不同介质流体条件下，本实用新型所提供的板式换热器(NPHE)板面所沉积的微沙粒子均远小于M25型板式换热器。而且，当介质流速达到0.3m/s时，NPHE板式换热器的沉积量急剧减小。同时， NPHE板式换热器换热后，出口处的热流体温度比M25型板式换热器出口热流体温度低2℃，表明相同工况条件下NPHE板式换热器换热效率更高。因此，本实用新型所提供的自清洗防垢板式换热器能够有效实现设备运行过程中的自清洗功能，从而降低设备沉积堵塞以及垢下腐蚀风险，确保长周期安稳运行。

为了测试本实用新型所提供的适配板式换热器的泄漏监测报警装置的检出率与响应速度，设置模拟实验，其原理如图9所示。

实验过程中采用市售人字形通道板式换热器，其流程为1×10/(1×10)。换热板尺寸为1200×840×0.8mm。泄漏位置分别为热、冷流体的1、3、5、7、 9通道，泄漏高度分别为各流体通道的垂直高度200mm、400mm、600mm、800。因此，实验数据总计40组。首先，对于同一高度的不同流道内的泄漏进行检测，结果发现，不同位置的流体通道发生泄漏时，当流体滴落于监测报警装置后， 0.4s后蜂鸣器发生报警，且信号处理器直接显示泄漏位置(发生泄漏的流体通道数)。泄漏检出率100％，泄漏位置检出率100％。另外，对同一位置进行不同泄漏量监测实验。设置泄漏孔直径分别为φ1.5mm、φ2.0mm、φ2.5mm、φ3.0mm、φ3.5mm、φ4.0mm。实验结果发现，本实用新型所提供的泄漏监测报警装置针对不同泄漏量给出的泄漏信号以及蜂鸣器响度不同，泄漏量越大，蜂鸣器响度越大，且信号处理器的变化量也越大。因此，本实用新型所提供的适配板式换热器泄漏的监测报警装置对于设备运行过程中的介质泄漏具有极高的检出率与较快的响应速度，能够实现板式换热器运行过程中泄漏实时监测与报警功能，避免泄漏事故进一步发展，确保设备长周期安稳运行。

Claims (8)

1.一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，其特征在于，包括换热板(1)、密封垫片(2)、前支柱(3)、固定压紧板(4)、活动压紧板(5)、上导杆(6)、下导杆(9)、紧固螺栓(7)、螺母(8)和泄漏监测报警器(10)；所述换热板(1)上设置垫片槽，密封垫片(2)固定于换热板(1)上的垫片槽内；换热板(1)的上下端中央均设有凹槽，上导杆(6)、下导杆(9)分别放置于换热板(1)的凹槽内，上导杆(6)和下导杆(9)的两端分别固定于固定压紧板(4)和前支柱(3)上，换热板(1)置于固定压紧板(4)和活动压紧板(5)之间，并通过紧固螺栓(7)和螺母(8)固定，螺母(8)固定在固定压紧板(4)和活动压紧板(5)的外侧；所述换热板(1)的换热区由水滴形扰流体单元组成，所述水滴形扰流体单元头部小半径圆的圆心角α₁为60°，底部大半径圆的圆心角α₂为120°；所述泄漏监测报警器(10)包括高阻敏感栅(11)、敏感栅传输线(12)、信号传输线(13)、固定连接线(14)、固定卡扣(15)、基底(16)、信号处理器(17)、蜂鸣器(18)；所述高阻敏感栅(11)为直径0.01mm的高电阻金属丝，通过敏感栅传输线(12)和信号传输线(13)与信号处理器(17)连接，蜂鸣器(18)与信号处理器串联；所述泄漏监测报警器(10)通过固定连接线(14)与固定卡扣(15)固定于固定压紧板(4)与活动压紧板(5)底部的挂钩上。

2.根据权利要求1所述一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，其特征在于，相邻换热板(1)间距d满足：

d≥8.46×10⁴μns/q

其中，μ为流体动力粘度；n为每流程通道数；s为通道截面；q为工艺介质质量流量。

3.根据权利要求1所述一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，其特征在于，所述换热板换热区的水滴形扰流体单元的高度h满足：

h＝d/2。

4.根据权利要求1所述一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，其特征在于，所述水滴形扰流体单元的纵向长度L₁为30mm，头部半径r₁为8mm，底部半径r₂为12mm。

5.根据权利要求1所述一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，其特征在于，所述水滴形扰流体单元的倾角β为60°，且以换热板(1)垂直中心线左右对称分布。

6.根据权利要求1所述一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，其特征在于，相邻水滴形扰流体单元的纵向轴线之间的间隔距离L₂为30mm，每列相邻凸起之间的间隔距离L₃为8mm。

7.根据权利要求1所述一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，其特征在于，热、冷流体在水滴形绕流体单元组成的换热板(1)间采用U型逆流方式流动。

8.根据权利要求1所述一种可实现在线泄漏监测功能的自清洗防垢板式换热器，其特征在于，所述泄漏监测报警器(10)的主体长度L＝L＇，其中，L＇为板式换热器固定底板与活动压紧板之间的距离，即板束厚度；所述泄漏监测报警器(10)的主体宽度(即高阻敏感栅宽度)H₁＝W＇，其中，W＇为换热板宽度；所述高阻敏感栅(11)为直径0.01mm的高电阻金属丝，且每一敏感栅单元内两条金属丝之间距离d₁为1.0mm，相邻敏感栅单元之间的距离d₂＝0.5*(d-3d₁),其中，d为相邻换热板之间的间隔距离，高阻敏感栅(11)通过粘合剂固定于基底(16)之间；所述基底(16)的材质为玻璃纤维，厚度为1.0mm，长度L₀＝L+4.0mm+4.0mm，宽度H₀＝H₁+H₂，其中，H₂＝4.0mm，为连接线布置区域。

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