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一種用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，包括基片，所述基片上鍍有熱電偶堆，所述熱電偶堆由兩個以上包括第一電極和第二電極的薄膜熱電偶通過外接點串聯而成；所述熱電偶堆上覆蓋有過渡層；所述第一電極和第二電極的接點所在位置的過渡層上表面設有厚熱障層；所述外接點所在位置的過渡層上表面設有薄熱障層，且所述薄熱障層覆蓋所述厚熱障層；所述過渡層上設有保護層，且所述保護層覆蓋所述薄熱障層；所述熱電偶堆的兩個外接端分別經一個焊盤與各自的外接引線連接。本實用新型熱流傳感器具有耐高溫和適合大熱流測試的特點；大大提高了傳感器的信號輸出，減小了信號后續處理的難度，提高了傳感器的測試精度。
【專利說明】一種用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種熱流傳感器，特別是一種用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器。
【背景技術】
[0002]熱流傳感器在科學研究、航空航天、動力工程等方面有廣泛的應用，傳統的熱流傳感器采用熱偶絲或片式的熱偶結構，具有傳感器穩定時間長，響應慢等特點。同時傳統的熱流傳感器受限于材料的選擇及封裝工業的缺陷，不能用于高溫大熱流環境的測量。傳統的熱流傳感器由于輸出信號較小對后期的信號處理帶來了困難，同時造成了傳感器的精度較低。

【發明內容】

[0003]本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，克服現有熱流傳感器穩定時間長、響應慢的缺陷，提高傳感器的信號輸出，減小信號后續處理的難度，提高傳感器的測試精度。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是:一種用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，包括基片，所述基片上鍍有熱電偶堆，所述熱電偶堆由兩個以上包括第一電極和第二電極的薄膜熱電偶通過外接點串聯而成，通過離子束濺射鍍膜和光刻工藝來制備薄膜熱偶接點；所述熱電偶堆上覆蓋有過渡層；所述第一電極和第二電極的接點所在位置的過渡層上表面設有厚熱障層；所述外接點所在位置的過渡層上表面設有薄熱障層，且所述薄熱障層覆蓋所述厚熱障層；所述過渡層上設有保護層，且所述保護層覆蓋所述薄熱障層；所述熱電偶堆的兩個外接端分別經一個焊盤與各自的外接引線連接。
[0005]所述基片材料為Al2O3或SiC，基片尺寸為20X20mm;所述熱電偶堆材料為鎳鉻-鎳硅的K型熱偶材料、鉬銠13-鉬的R型熱偶材料、鉬銠10-鉬的S型熱偶材料、鉬銠30-鉬銠6的B型熱偶材料中的一種；所述第一電極為Pt電極；所述第二電極為PtRhl3電極；所述厚熱障層的材料為SiO2或Al2O3，厚度為5μπι;所述薄熱障層的材料為SiO2或Al2O3,厚度為I μ m ;所述過渡層材料為Ta2O5,厚度為500nm ;所述保護層材料為碳化硼或耐高溫黑色保護漆；所述焊盤表面涂覆有耐高溫無機膠狀材料11。
[0006]本實用新型的薄膜熱流傳感器高溫環境下測量熱流的原理為:(I)根據熱傳導方程當熱流矢量方向與等溫面垂直，則有:
【權利要求】
1.一種用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，包括基片(I)，其特征在于，所述基片(I)上鍍有熱電偶堆，所述熱電偶堆由兩個以上包括第一電極(2)和第二電極(3)的薄膜熱電偶通過外接點(12)串聯而成；所述熱電偶堆上覆蓋有過渡層(9);所述第一電極(2)和第二電極(3)的接點所在位置的過渡層(9)上表面設有厚熱障層(4);所述外接點(12)所在位置的過渡層(9)上表面設有薄熱障層(5)，且所述薄熱障層(5)覆蓋所述厚熱障層(4);所述過渡層(9)上設有保護層(10)，且所述保護層(10)覆蓋所述薄熱障層(5);所述熱電偶堆的兩個外接端分別經一個焊盤(8 )與各自的外接引線連接。
2.根據權利要求1所述的用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述基片(I)材料為Al2O3或SiC，所述基片(I)尺寸為20 X 20mm。
3.根據權利要求1或2所述的用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述熱電偶堆材料為鎳鉻-鎳硅的K型熱偶材料、鉬銠13-鉬的R型熱偶材料、鉬銠10-鉬的S型熱偶材料、鉬銠30-鉬銠6的B型熱偶材料中的一種。
4.根據權利要求3所述的用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述第一電極(2)為Pt電極；所述第二電極(3)為PtRhl3電極。
5.根據權利要求4所述的用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述厚熱障層(4)的材料為SiO2或Al2O3,厚度為5 μ m。
6.根據權利要求4所述的用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述薄熱障層(5)的材料為SiO2或Al2O3，厚度為I μ m。
7.根據權利要求1所述的用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述過渡層(9)材料為Ta2O5,厚度為500nm。
8.根據權利要求1所述的用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述保護層(10)材料為碳化硼或耐高溫黑色保護漆。
9.根據權利要求1所述的用于高溫大熱流測量的薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述焊盤(8 )表面涂覆有耐高溫無機膠狀材料(11)。
【文檔編號】G01K17/08GK203643055SQ201320749230
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】白慶星, 景濤, 顏志紅, 何峰, 黃華山, 龔星 申請人:中國電子科技集團公司第四十八研究所