【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及熱流測量技術及傳感器制備，具體而言，尤其涉及一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器。
技術介紹
1、在航空航天領域，關鍵部件的瞬時發熱對結構和材料提出了巨大的熱挑戰，對運行安全構成了重大威脅。為了確保這些關鍵部件在運行中的安全性，準確實時地監測表面熱流變得至關重要。本文聚焦于解決在航空航天飛行中難以測量的表面瞬時熱流技術難題，特別是在評估渦輪、燃燒室、葉片、發動機等關鍵部件性能和壽命方面。航空航天關重件是飛行設備及系統中至關重要的部件，涉及渦輪、燃燒室等核心組件。這些關鍵部件的失效可能導致系統故障，甚至引發嚴重事故，對飛行人員安全、設備效率和財產造成巨大損失。關鍵時刻，航空航天關重件在運行過程中的瞬時發熱會使其結構承受巨大的熱負荷，進而對運行安全產生嚴重影響。因此，實時、準確地測量關鍵部件表面的熱流對于評估性能和壽命至關重要。然而，傳統熱流傳感器受到響應時間、熱容與熱阻、測量環境以及空間分布的限制，難以精準、實時地測量瞬時熱流。
技術實現思路
1、根據上述提出的技術問題，提供一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，具有響應時間快、測量精度高、便于裝配等優點。
2、本專利技術采用的技術手段如下：
3、一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，包括：陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器和傳感器基座，其中：
4、所述陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，包括al2o3熱阻層薄膜、nisi功能薄膜、nic
5、所述傳感器基座，包括陶瓷元件和銅熱沉，陶瓷元件上開設有兩個通孔，通孔內放置nicr補償導線；nicr補償導線的測量端m突出0.2mm，連同陶瓷元件上表面、銅熱沉上表面一起拋光至同一平面，且表面達到鏡面，nicr補償導線的引線端n突出40mm，連接測量儀器進行數據采集。
6、進一步地，所述al2o3熱阻層薄膜使得nisi功能薄膜和nicr功能薄膜的冷端、熱端在處于相同環境時的溫度不同，基于塞貝克效應，在nisi功能薄膜和nicr功能薄膜之間產生熱電勢，輸出熱電勢通過內置的nicr補償導線輸出到信號采集設備。
7、進一步地，成對的所述nisi功能薄膜和所述nicr功能薄膜串聯形成熱電堆，熱電堆的冷端在銅熱沉上，熱電堆的熱端在陶瓷元件上。
8、進一步地，所述陶瓷元件和銅熱沉通過陶瓷金屬化技術連接成一體結構。
9、進一步地，所述陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器還包括sio2絕緣薄膜，sio2絕緣薄膜設置在傳感器基座與nicr功能薄膜之間。
10、進一步地，所述陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器還包括sio2保護薄膜，sio2保護薄膜設置在al2o3熱阻層薄膜的上表面。
11、進一步地，所述陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器還包括不銹鋼外殼和不銹鋼法蘭，其中：
12、不銹鋼外殼設有外螺紋，不銹鋼法蘭設有內螺紋，兩者相互配合，根據實際情況任意調整不銹鋼法蘭位置。
13、進一步地，所述陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器還包括不銹鋼墊片和螺栓，其中：
14、不銹鋼墊片上開設有四個螺紋孔，不銹鋼外殼開設有四個螺栓通孔，銅熱沉與不銹鋼外殼通過螺栓進行固定。
15、較現有技術相比，本專利技術具有以下優點：
16、1、本專利技術提供的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，基底由陶瓷元件和銅熱沉共同構成，冷接點在距離銅熱沉較近位置，熱接點在距離銅熱沉較遠位置，冷熱端溫差較大，具有較大的輸出熱電勢。
17、2、本專利技術提供的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，選用al2o3材料作為熱阻層薄膜材料，其具有耐高溫、硬度高、密度大、導熱系數優良等優點。
18、3、本專利技術提供的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，采用引線基底一體化燒結技術，具有薄膜引線連接穩定的優點，避免了使用導電銀膠所帶來的引線端硬、脆、易脫落的弊端。
19、4、本專利技術提供的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，采用不銹鋼作為封裝外殼，同時通過法蘭與外殼進行配合，并且法蘭與外殼間的相對位置可以調整，外殼有外螺紋可以直接與測量物體進行螺紋配合。
20、5、本專利技術提供的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其法蘭位置可以通過螺紋上下調整，法蘭上設有四個螺紋孔可用螺栓進行固定，具有靈活性，同時法蘭上開設四個螺紋孔，便于裝配和替換零件。
21、基于上述理由本專利技術可在熱流測量技術及傳感器制備等領域廣泛推廣。
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1.一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其特征在于，包括：陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器和傳感器基座，其中：
2.根據權利要求1所述的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述Al2O3熱阻層薄膜(2)使得NiSi功能薄膜(3)和NiCr功能薄膜(4)的冷端、熱端在處于相同環境時的溫度不同，基于塞貝克效應，在NiSi功能薄膜(3)和NiCr功能薄膜(4)之間產生熱電勢，輸出熱電勢通過內置的NiCr補償導線(6)輸出到信號采集設備。
3.根據權利要求1所述的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其特征在于，成對的所述NiSi功能薄膜(3)和所述NiCr功能薄膜(4)串聯形成熱電堆，熱電堆的冷端在銅熱沉(8)上，熱電堆的熱端在陶瓷元件(7)上。
4.根據權利要求1所述的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述陶瓷元件(7)和銅熱沉(8)通過陶瓷金屬化技術連接成一體結構。
5.根據權利要求1所述的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳
6.根據權利要求1所述的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器還包括SiO2保護薄膜(1)，SiO2保護薄膜(1)設置在Al2O3熱阻層薄膜(2)的上表面。
7.根據權利要求1所述的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器還包括不銹鋼外殼(9)和不銹鋼法蘭(12)，其中：
8.根據權利要求1所述的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器還包括不銹鋼墊片(10)和螺栓(11)，其中：
...【技術特征摘要】
1.一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其特征在于，包括：陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器和傳感器基座，其中：
2.根據權利要求1所述的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述al2o3熱阻層薄膜(2)使得nisi功能薄膜(3)和nicr功能薄膜(4)的冷端、熱端在處于相同環境時的溫度不同，基于塞貝克效應，在nisi功能薄膜(3)和nicr功能薄膜(4)之間產生熱電勢，輸出熱電勢通過內置的nicr補償導線(6)輸出到信號采集設備。
3.根據權利要求1所述的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其特征在于，成對的所述nisi功能薄膜(3)和所述nicr功能薄膜(4)串聯形成熱電堆，熱電堆的冷端在銅熱沉(8)上，熱電堆的熱端在陶瓷元件(7)上。
4.根據權利要求1所述的一種用于高溫環境的陶瓷金屬化冷端銅接觸薄膜熱流傳感器，其特征在于，所述陶瓷元件(7)和銅熱沉(8)通過陶瓷...
【專利技術屬性】
技術研發人員：崔云先，謝巖禎，殷俊偉，馬豐源，鄂明鋒，王浩宇，
申請(專利權)人：大連交通大學，
類型：發明
國別省市：
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