一种基于棒材火焰喷涂的厚膜热电偶传感器制造方法技术

本发明专利技术属于航空测试技术领域，具体涉及一种基于棒材火焰喷涂的厚膜热电偶传感器制造方法，是一种新型的热电偶结构形式。本发明专利技术通过对航空发动机涡轮叶片进行表面预处理；接着利用火焰喷涂将耐高温绝缘材料Al2O3陶瓷棒熔融后喷射到涡轮叶片基体上，完成绝缘层制备；然后利用火焰喷涂工艺分别喷涂热电偶功能层的正负极，使涂层与绝缘基体之间形成牢固的冶金结合，完成功能层制备；最后再次利用耐高温绝缘材料Al2O3陶瓷棒制备保护层。本发明专利技术基于棒材火焰喷涂技术直接制备热电偶传感器于涡轮叶片表面，可精确测量与实时监测涡轮转子叶片的表面温度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于棒材火焰喷涂的厚膜热电偶传感器制造方法
本专利技术属于航空测试
，具体涉及一种基于棒材火焰喷涂的厚膜热电偶传感器制造方法。
技术介绍
涡轮是航空发动机三大关键部件之一。为了提高推重比，一个重要技术途径是提高涡轮前温度。通常燃烧室出口燃气温度分布不均匀,表现为具有高温核心的燃气流，这将导致涡轮进口处温度的非均匀性进一步增强。承受着巨大热负荷的涡轮转子叶片还在炽热的高温高压燃气流中高速旋转，非常大的热梯度将使涡轮叶片经受严重的热应力和应变，涡轮叶片的蠕变寿命将会大幅度下降。因此，为了提高叶片的安全工作可靠性，延长其寿命，就必须准确的测量及实时监测、研究分析涡轮叶片的温度分布，以便在叶片设计、材料、冷却、结构、工艺、安装上采取有效的措施，主动控制合理的温度分布。英﹑美﹑俄等航空技术发达国家投入了大量的人力物力研发用于涡轮部件温度测试的传感器和设备仪器，最常用的主要有铠装热电偶、红外传感器、晶体传感器及示温漆等，大都用于涡轮静止叶片。我国开展航空发动机涡轮叶片测试技术研究较晚，投入有限，测试技术水平较低，自主研发的用于涡轮部件温度测试的传感器和设备仪器较少。从国外引进的红外测温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于棒材火焰喷涂的厚膜热电偶传感器制造方法，其特征在于：先对涡轮叶片表面进行预处理，除去叶片表面各种异物，提供适合于涂装要求的良好基底；采用棒材火焰喷涂Al2O3陶瓷棒完成绝缘涂层的制备，其后，采用棒材火焰喷涂分别喷涂热电偶功能层的正负极，最后再次采用棒材火焰喷涂Al2O3陶瓷棒完成对功能层的保护。

【技术特征摘要】
1.一种基于棒材火焰喷涂的厚膜热电偶传感器制造方法，其特征在于：先对涡轮叶片表面进行预处理，除去叶片表面各种异物，提供适合于涂装要求的良好基底；采用棒材火焰喷涂Al2O3陶瓷棒完成绝缘涂层的制备，其后，采用棒材火焰喷涂分别喷涂热电偶功能层的正负极，最后再次采用棒材火焰喷涂Al2O3陶瓷棒完成对功能层的保护。2.根据权利要求1所述的一种基于棒材火焰喷涂的厚膜热电偶传感器制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：表面预处理；步骤2：绝缘层制备对不需喷涂绝缘层的部位用高温绝缘胶带保护后，使用棒材火焰喷枪喷涂Al2O3陶瓷棒，喷嘴垂直于涡轮叶片表面，形成绝缘层；步骤3：功能层制备首先利用高温胶带将正极掩模板与叶片表面紧密贴合，固定牢靠；接着利用火焰喷涂工艺喷涂热电偶正极棒材，使热电偶正极棒材涂层与绝缘基体之间形成牢固的冶金结合；其后，去除正极掩模板，将负极掩模板与叶片表面紧密贴合，固定牢靠；最后利用火焰喷涂工艺喷涂热电偶负极棒材，使热电偶负极棒材涂层与绝缘基体之间形成牢固的冶金结合；完成功能层制备；步骤4：保护层制备首先除去负极掩模板，对功能层正负电极引线端采用所述的高温胶带进行保护。其后对厚膜热电偶再次火焰喷涂Al2O3陶瓷棒，使厚膜热电偶全部被陶瓷涂层覆盖保护；步骤5：测试引线引出首先利用热电偶裸丝通过平行微隙焊接工艺按照对应正负极完成与厚膜热电偶引线端连接；接着，对完成焊接的引线端再次采用火焰喷涂Al2O3陶瓷棒进行固定保护；其后，通过激光焊接技术完成热电偶裸丝与后端高温补偿导线连接；最后，将所述高温补偿导线通过引线轴接入滑环引电器或遥测系统进行信号传输。3.根据权利要求2所述的一种基于棒材火焰喷涂的厚膜热电偶传感器制造方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：首先将涡轮叶片榫槽用高温胶带保护，其后对预喷涂厚膜热电偶位置进行喷砂；喷砂处理完成后，用吹净枪对涡轮叶片清洁处理，吹净残留砂粒；使用无水乙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊庆荣，徐毅，石小江，程新琦，张文学，
申请(专利权)人：中国航发四川燃气涡轮研究院，
类型：发明
国别省市：四川,51