自标定薄膜温度传感器的研制与标定

由于尺寸小,使用常规热电偶静态标定方法标定薄膜热电偶时,在标定过程与使用过程中,传感器和补偿导线上的温度梯度分布不一致,使薄膜热电偶的热电势也不同,影响其测温准确性。为解决这一问题,设计了集薄膜金—铂热电偶和薄膜铂电阻器于一体的自标定薄膜温度传感器及其标定系统,使用电子印刷法制备传感器,采用激光加热技术模拟其使用时的温度分布,通过有限元仿真分析其温度分布规律,基于温度外推实现薄膜热电偶静态特性自标定。结果显示,传感器中的薄膜热电偶在室温到300℃内的塞贝克系数为5. 3～7. 6μV/℃。     

高温薄膜热电偶典型制备工艺研究现状分析

随着航空航天飞行器性能的不断提升,对温度传感器的要求不断提高,不断趋向于更高温度、更快响应、更小体积。薄膜热电偶因具有响应速度快、热接点小、便于集成等优点,非常适用于航空发动机涡轮叶片、燃烧室内壁、高温燃气进出口、高超声速飞行器表面等极端高温环境下的瞬态温度测量。对于薄膜热电偶来说,它的制备工艺显得尤为重要,因此分别从溅射工艺参数和热处理工艺参数两方面对薄膜热电偶的研究现状进行了汇总介绍和分析。     

陶瓷薄膜热电偶研究进展

实时监测飞机发动机各部件表面工作温度对发动机安全监控及性能验证等有重要意义,随着第三代飞机发动机——陶瓷发动机的开发,陶瓷薄膜热电偶已成为研究热点.综述了陶瓷薄膜热电偶材料种类、制备工艺、热电性能、高温稳定性及其测试技术的研究现状,指出了陶瓷热电偶当前需要研究的问题.     

薄膜热电偶温度传感器研究进展

随着低维材料技术的发展和对测温要求的提高,薄膜热电偶温度传感器应运而生,其快速响应特性为测量瞬变温度提供了可能。综述了薄膜热电偶温度传感器国内外发展现状,着重介绍了薄膜临界厚度的确定、扩散现象的影响、制备工艺等关键技术,并对其未来发展做出了展望。     

陶瓷基底薄膜热电偶的研究现状及发展趋势

随着航空发动机推重比的不断提升,发动机热端部件的工作温度也不断提高,对高温测量也提出了更高的要求.未来航空发动机将采用陶瓷基底复合材料制造叶片,因此以陶瓷为基底的高温薄膜热电偶成为当前的研究热点.介绍了国内外陶瓷基底高温薄膜热电偶的研究现状以及工艺参数对薄膜制备过程的影响,并指出其存在的问题,最后对高温薄膜热电偶的发展...     

功能-结构一体化NiCr/NiSi薄膜热电偶的制备

采用多层薄膜结构制备了NiCr/NiSi薄膜热电偶,该薄膜热电偶依次由Ni基超合金基片、NiCrAlY过渡层、Al2O3热氧化层、Al2O3绝缘层、NiCr/NiSi薄膜热电偶层以及Al2O3保护层构成.主要研究了热电偶层薄膜厚度和时效处理对热电偶性能的影响以及温度对Al2O3绝缘层绝缘性的影响.静态标定结果表明,热电...     

薄膜热电偶动态特性标定技术研究现状

薄膜热电偶由于其优异的性能,广泛地应用于众多领域。动态响应时间作为薄膜热电偶动态性能指标的关键参数,得到研究人员的广泛关注。在总结国内外薄膜热电偶动态标定原理、特点及建立薄膜热电偶动态数学模型方法的基础上,分析讨论了影响标定精度的因素,并论述动态标定技术中目前需要解决的问题,对提出一种高精度的动态标定实验方案以及薄膜热电偶动态建模方法具有指导意义。     

基于集总热容法的薄膜热电偶动态特性研究

为了分析不同边界传热条件下薄膜热电偶的动态特性,对薄膜热电偶瞬态测温过程建立零维传热模型。运用集总热容法分析对流换热、辐射换热两种边界条件下薄膜热电偶传热过程,通过建立热结点表面能量平衡关系得到传感器动态特性理论参数。采用水浴阶跃法、激光脉冲法对CO1-K型薄膜热电偶进行动态标定实验,通过对动态响应曲线进行Z-t变换得到薄膜热电偶动态特性实验参数。实验结果表明,集总热容法能够正确分析薄膜热电偶的动态特性,且计算不同边界条件下薄膜热电偶时间常数过程简单,时间常数理论值接近实验值。     

金属基Pt/ITO薄膜热电偶的制备

采用多层膜结构制备了金属基Pt/ITO薄膜热电偶,薄膜热电偶由Ni基合金基片、NiCrAlY过渡层、热生长Al2O3层、Al2O3绝缘层、Pt/ITO功能层和Al2O3保护层构成.静态标定结果表明:样品的平均塞贝克系数为107.45 μV/℃.测试温度可达到1000℃.时效处理可以有效提高薄膜热电偶的输出热电势.     

航空发动机用薄膜热电偶研制

针对航空发动机涡轮叶片表面温度测试的迫切需求,采用薄膜沉积工艺,能够在Ni基高温合金表面制备热电性能较好的中温K型(NiCr/NiSi,<600℃)、高温R型(Pt—13%Rh/Pt,<900℃)、超高温(ITON/Pt,<1 100℃; In ON/ITON,> 1 200℃)等薄膜热电偶。薄膜热电偶由NiCr Al Y过渡层、热生长Al_2O_3层、Al_2O_3绝缘层、功能层和Al_2O_3保护层构成。通过静态标定结果分析,其塞贝克系数分别达到38. 26,10. 60,78. 60,123. 10μV/℃,在恶劣环境下具有良好的稳定性和一致性,使用寿命均大于10 h。     

薄膜热电极尺寸效应分析及试验研究

薄膜型热电极作为薄膜热电偶结构的核心部位,其尺寸设计对热电偶功能及性能的实现起着重要作用;文章研究了热电偶电极薄膜的尺寸效应,建立了薄膜热电偶热电及热传导机理数学模型,分析了热电极尺寸对热电偶静态及动态特性的影响,设计并制作了不同尺寸规格热电极的薄膜热电偶,对热电极的尺寸效应物理性能开展了试验研究,试验结果表明热电偶电极薄膜厚度与动态响应时间呈正相关,长度、宽度、面积等尺寸参数对热电偶特性无明显影响,为薄膜热电偶电极尺寸设计提供了理论基础与工程依据。     

MEMS器件中多层金属薄膜溅射工艺研究

溅射工艺是制作微机电系统(MEMS)器件金属薄膜的主要方式,金属薄膜作为MEMS器件中的掩模层和功能层,要求薄膜应力小,粘附性、均匀性和可焊性好.通过对常用金属薄膜材料特性、多层金属薄膜溅射工艺和质量评价方法的研究得出了优化工艺的的方法,提高了多层金属薄膜的质量.     

基于MEMS的航天器表面新型测温传感器设计与实现

鉴于微机械电子系统（Micro-Electro-Mechanical-Systems,MEMS）技术及其在航空航天用传感器设计中的优势,本文根据航天器表面测温的需要,设计了一款新型表面瞬态测温热电偶传感器,重点研究了其线条和热结点图形制作工艺及其优化过程。通过物理试验验证,该型薄膜热电偶比普通热电偶响应时间较短,相对误差较小,满足返回式航天器表面高温的瞬态测温需求。     

基于虚拟仪器的热电偶自动计量检定系统

热电偶的检定是其使用过程中必不可少的工作环节。自动检定不仅工作效率高,而且可以提高检定准确度。虚拟仪器技术是计算机技术应用于仪器领域的最新成果,以虚拟仪器技术为基础,介绍了热电偶检定系统的新方法,使得热电偶的检定真正实现了自动化,同时,具有数字和图形显示方式,以及分析、打印和数据处理等多种功能,还阐述了系统的硬件结构和软件流程,并在实际应用中得到验证。     

射频溅射Sn薄膜的工艺研究

采用正交试验方法研究了射频溅射的工艺因素对Ｓｎ膜形成过程的影响,得到了射频溅射制备Ｓｎ膜新工艺的最佳条件。Ｘ－射线衍射及ＳＥＭ实验结果表明在该工艺条件下得到的Ｓｎ膜为非常细小均匀的β－Ｓｎ的晶体结构。     

延长W－Re热电偶寿命的研究

详细讨论了如何延长Ｗ—Ｒｅ热电偶的使用寿命，对比了目前国内外各种Ｗ─Ｒｅ热电偶保护方法，提出了在温度小于１７００℃以下时使用石英玻璃进行保护，能够延长寿命５～１０倍。并论述了所采用石英玻璃的保护技术及实施步骤。     

脉冲直流磁控溅射技术在光盘生产中的应用研究

脉冲直流磁控溅射技术兼有射频溅射和磁控溅射的优点,尤其在制备低溅射率的材料薄膜上,更体现良好的性价比,是一种低成本的工艺方案,目前在DVD DL和BD上都有了可靠的生产工艺方案。本文将对脉冲直流磁控溅射技术在光盘生产工艺上的应用进行介绍。     

连铸结晶器的热成像研究

热成像技术是运用工业控制计算机和现场网络把温度传感器阵列以及温度变化值转换成直观的彩色图像的一种现代显示技术,用于钢铁连铸生产过程的恶劣环境。该技术利用埋设在结晶器铜板上的热电偶阵列检测温度,用PLC模块高速采集经过A/D转换的温度值,用现场总线和工业以太网传输数据,再根据色彩学原理和CRT\LCD显示技术建立数学模型,并用过程控制机处理数据,使连铸结晶器内铸坯状态以直观的HMI形式显示出来。其中,结晶器铜板热电偶阵列的热成像胞腔划分、边界延拓、温度的伽马曲线校正、双线性插值、二维高斯平滑处理等是形成HMI画面的主要热成像技术。文中推导出的高效数值计算公式是提高软件编程质量、使热成像系统满足连铸生产实时控制要求的关键。本文还对某些不适用于连铸结晶器的热成像方法做了简要分析。