A graphene wind sensor, which is mainly composed of boron nitride / graphene / boron nitride nano thin film array, a heating resistor, wire column, substrate, glass base, package, testing consists of substrate, nano film, heat resistance, the lower side of a substrate arranged nano thin film array, nano film by boron nitride layer two and caught in the middle of graphene, nano thin film array layout of the heating resistance around the constant power control of the substrate at the bottom of the outer peripheral side by encapsulating the alloy bonding sealing cavity formed on a ceramic substrate, from direct contact with nano film array with the outside world, fixed on a glass ceramic substrate on the base of the adiabatic adhesive, nano thin films are connected with the electrode, electrode by wire column is connected with the external design of the structure, compact, easy integration, the sensor can be achieved on the wind that Time and accurate detection.
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯风速风向传感器
本专利技术涉及一种石墨烯风速风向传感器,属流体测量的
技术介绍
到目前为止,人们根据光学、力学以及热力学等领域的研究成果开发了很多测量流体、流场的传感器,比如有早期的比托管和风速计,后来的热线热膜风速仪(HWA),以及近期出现的激光流速计(LDV)等,比托管的结构简单,使用方便,坚实可靠,价格低廉,但是其测速的范围比较窄,一般用来测量旺盛湍流的平均流速,所以测量的速度一般比较快,仅能测量二维流场,不能敏感反向流动,不能测量湍流流动的流场分布;热线热膜风速仪能够实现连续测量,信噪比好,能够分离和测量三维流场,测量的范围比较大,而且能够测量微风速,其灵敏度非常高,被广泛地应用于各种领域,比如测模拟风洞的速度场,换热管肋片周围的速度场,内燃机的流动特性等。热线风速仪测量风速的基本原理是热平衡原理,利用放置在流场中的具有加热电流的细金属丝来测量流场中的流速,空气的流动会带走金属丝的热量,从而产生电信号而获得风速,具体工作机理分为恒流式与恒温式,恒流式通过热线的电流保持不变,金属丝热量散失温度下降电阻率发生变化,从而两端的电压发生变化,由此测量风速;恒温式保持热线的温度保持不变,根据所施加的电流可度量流速。热线式风速仪由于探测元件一般选择铂等金属丝的限制,导热系数较低,对风速的测量仍有一定的滞后性,无法实现对风速的即时测量,而且无法实现对风向的测量。针对上述问题,本专利技术提出一种石墨烯风速风向传感器。利用石墨烯高达5300W/K·的导热系数和温敏效应,可即时反馈传感器周围环境由风速导致的温度变化,通过芯片阵列可测量对称区域由于风 ...
【技术保护点】
一种石墨烯风速风向传感器,其特征在于,所述传感器包括:封装外壳,所述封装外壳内部提供一个内部检测空间;检测单元,所述检测单元设置在所述内部检测空间内,所述检测单元包括密封内部检测空间、并与被测的风流体进行热量交换的基片,及设置在基片面向内部检测空间一侧的检测阵列,所述检测阵列包括呈阵列式排布的多个检测子单元,所述检测子单元为氮化硼/石墨烯/氮化硼纳米薄膜;加热电阻,在所述检测单元外周侧对称布置加热电阻,所述加热电阻设置于所述基片;所述内部检测空间提供一个密封所述检测阵列的密封腔体,所述检测子单元连接外部检测组件。
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯风速风向传感器,其特征在于,所述传感器包括:封装外壳,所述封装外壳内部提供一个内部检测空间;检测单元,所述检测单元设置在所述内部检测空间内,所述检测单元包括密封内部检测空间、并与被测的风流体进行热量交换的基片,及设置在基片面向内部检测空间一侧的检测阵列,所述检测阵列包括呈阵列式排布的多个检测子单元,所述检测子单元为氮化硼/石墨烯/氮化硼纳米薄膜;加热电阻,在所述检测单元外周侧对称布置加热电阻,所述加热电阻设置于所述基片;所述内部检测空间提供一个密封所述检测阵列的密封腔体,所述检测子单元连接外部检测组件。2.根据权利要求1所述的一种石墨烯风速风向传感器,其特征在于,所述封装外壳内部具有一个固定基座;所述固定基座、封装外壳及基片共同界定所述内部检测空间。3.根据权利要求1所述的一种石墨烯风速风向传感器,其特征在于,所述检测子单元呈阵列式排布,在横向及纵向上的数量相同,并呈均匀分布在所述检测空间内,并横向及纵向的之间间距均相同。4.根据权利要求1所述的一种石墨烯风速风向传感器,其特征在于,所述加热电阻对称的分布在所述检测阵列四周侧,所述加热电阻的数量为至少四个。5.根据权利要求2所述的一种石墨烯风速风向传感器,其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员:李孟委,赵世亮,吴承根,王莉,
申请(专利权)人:中北大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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