一種用于高溫大熱流測(cè)量的薄膜熱流傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于高溫大熱流測(cè)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(gè)以上包括第一電極和第二電極的薄膜熱電偶通過(guò)外接點(diǎn)串聯(lián)而成；所述熱電偶堆上覆蓋有過(guò)渡層；所述第一電極和第二電極的接點(diǎn)所在位置的過(guò)渡層上表面設(shè)有厚熱障層；所述外接點(diǎn)所在位置的過(guò)渡層上表面設(shè)有薄熱障層，且所述薄熱障層覆蓋所述厚熱障層；所述過(guò)渡層上設(shè)有保護(hù)層，且所述保護(hù)層覆蓋所述薄熱障層；所述熱電偶堆的兩個(gè)外接端分別經(jīng)一個(gè)焊盤與各自的外接引線連接。本實(shí)用新型熱流傳感器具有耐高溫和適合大熱流測(cè)試的特點(diǎn)；大大提高了傳感器的信號(hào)輸出，減小了信號(hào)后續(xù)處理的難度，提高了傳感器的測(cè)試精度。
【專利說(shuō)明】一種用于高溫大熱流測(cè)量的薄膜熱流傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)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(cè)量的薄膜熱流傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]熱流傳感器在科學(xué)研究、航空航天、動(dòng)力工程等方面有廣泛的應(yīng)用，傳統(tǒng)的熱流傳感器采用熱偶絲或片式的熱偶結(jié)構(gòu)，具有傳感器穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)，響應(yīng)慢等特點(diǎn)。同時(shí)傳統(tǒng)的熱流傳感器受限于材料的選擇及封裝工業(yè)的缺陷，不能用于高溫大熱流環(huán)境的測(cè)量。傳統(tǒng)的熱流傳感器由于輸出信號(hào)較小對(duì)后期的信號(hào)處理帶來(lái)了困難，同時(shí)造成了傳感器的精度較低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種用于高溫大熱流測(cè)量的薄膜熱流傳感器，克服現(xiàn)有熱流傳感器穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)、響應(yīng)慢的缺陷，提高傳感器的信號(hào)輸出，減小信號(hào)后續(xù)處理的難度，提高傳感器的測(cè)試精度。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種用于高溫大熱流測(cè)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(gè)以上包括第一電極和第二電極的薄膜熱電偶通過(guò)外接點(diǎn)串聯(lián)而成，通過(guò)離子束濺射鍍膜和光刻工藝來(lái)制備薄膜熱偶接點(diǎn)；所述熱電偶堆上覆蓋有過(guò)渡層；所述第一電極和第二電極的接點(diǎn)所在位置的過(guò)渡層上表面設(shè)有厚熱障層；所述外接點(diǎn)所在位置的過(guò)渡層上表面設(shè)有薄熱障層，且所述薄熱障層覆蓋所述厚熱障層；所述過(guò)渡層上設(shè)有保護(hù)層，且所述保護(hù)層覆蓋所述薄熱障層；所述熱電偶堆的兩個(gè)外接端分別經(jīng)一個(gè)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(guò)渡層材料為Ta2O5,厚度為500nm ;所述保護(hù)層材料為碳化硼或耐高溫黑色保護(hù)漆；所述焊盤表面涂覆有耐高溫?zé)o機(jī)膠狀材料11。
[0006]本實(shí)用新型的薄膜熱流傳感器高溫環(huán)境下測(cè)量熱流的原理為:(I)根據(jù)熱傳導(dǎo)方程當(dāng)熱流矢量方向與等溫面垂直，則有:
【權(quán)利要求】
1.一種用于高溫大熱流測(cè)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(gè)以上包括第一電極(2)和第二電極(3)的薄膜熱電偶通過(guò)外接點(diǎn)(12)串聯(lián)而成；所述熱電偶堆上覆蓋有過(guò)渡層(9);所述第一電極(2)和第二電極(3)的接點(diǎn)所在位置的過(guò)渡層(9)上表面設(shè)有厚熱障層(4);所述外接點(diǎn)(12)所在位置的過(guò)渡層(9)上表面設(shè)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(guò)渡層(9)上設(shè)有保護(hù)層(10)，且所述保護(hù)層(10)覆蓋所述薄熱障層(5);所述熱電偶堆的兩個(gè)外接端分別經(jīng)一個(gè)焊盤(8 )與各自的外接引線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫大熱流測(cè)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于高溫大熱流測(cè)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(jù)權(quán)利要求3所述的用于高溫大熱流測(cè)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(jù)權(quán)利要求4所述的用于高溫大熱流測(cè)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(jù)權(quán)利要求4所述的用于高溫大熱流測(cè)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(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫大熱流測(cè)量的薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述過(guò)渡層(9)材料為Ta2O5,厚度為500nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫大熱流測(cè)量的薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述保護(hù)層(10)材料為碳化硼或耐高溫黑色保護(hù)漆。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高溫大熱流測(cè)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?zé)o機(jī)膠狀材料(11)。
【文檔編號(hào)】G01K17/08GK203643055SQ201320749230
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】白慶星, 景濤, 顏志紅, 何峰, 黃華山, 龔星 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所
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