用于高温环境下测量热流的薄膜传感器及其制作方法技术

本发明专利技术用于高温环境下测量热流的薄膜传感器及其制作方法，属于薄膜传感器技术领域；所要解决的技术问题是提供了提升热流传感器灵敏度，在高温环境中稳定工作和实现热电势信号稳定读取的工艺简单的薄膜传感器；解决该技术问题采用的技术方案为：本传感器包括微米级陶瓷基底、热电偶堆、上温度梯度隔离层、下温度梯度隔离层、正极引出电极和负极引出电极，正极引出电极和负极引出电极印刷在引出电极基底上，热电偶堆印刷在热电偶堆基底上，热电偶堆包括多对正极和负极热电偶，多对热电偶首尾相连，循环环绕串联；本发明专利技术还提供上述传感器的制作方法；本发明专利技术可广泛应用于温度梯度测量领域。

Thin film sensor for measuring heat flow in high temperature environment and its making method

The thin film sensor for measuring heat flow in high temperature environment and its manufacturing method belong to the technical field of thin film sensor, and the technical problem to be solved is to provide a thin film sensor with simple technology for enhancing the sensitivity of heat flow sensor, stabilizing work in high temperature environment and realizing stable reading of thermoelectric power signal. The technical scheme adopted is as follows: the sensor consists of a micron ceramic substrate, a thermocouple stack, an upper temperature gradient isolation layer, a lower temperature gradient isolation layer, a positive lead electrode and a negative lead electrode; the positive lead electrode and the negative lead electrode are printed on the lead electrode substrate; and the thermocouple stack is printed on the thermocouple substrate. The thermocouple stack comprises a plurality of pairs of positive and negative thermocouples, and a plurality of pairs of thermocouples are connected at the head and the tail of the thermocouple, and the thermocouple is circulated around in series. The invention also provides the fabrication method of the sensor, and the invention can be widely used in the field of temperature gradient measurement.

【技术实现步骤摘要】
用于高温环境下测量热流的薄膜传感器及其制作方法
本专利技术用于高温环境下测量热流的薄膜传感器及其制作方法，属于薄膜传感器

技术介绍
热流传感器运用傅里叶定理中的热流与温度梯度间比例关系测量热流，温度梯度通过测量热电偶输出热电势得到。目前使用的热流传感器有圆箔式和薄膜式热流传感器，相比于薄膜式传感器，圆箔式热流传感器量响应时间更长，高温下使用水冷工作使得体积更大；薄膜式传感器由于热电势输出信号普遍微弱，使信号不易分辨和读取；此外，薄膜式传感器还存在灵敏度较小的缺点。如专利CN203643055U一种用于高温大热流测量的薄膜热流传感器提出的热流传感器集成的热电堆数目较少，采用的用于产生温度梯度的热障层材料产生的温度梯度很小，从而使得热电势输出信号强度受限，进而使得输出灵敏度很小，对数据采集仪器提出了很高要求；此外该传感器及其引线的制作工艺繁杂，引线在高温下容易软化而接触不良。为提高热流传感器热电势信号以提升热流传感器灵敏度，以及提升响应时间，使热流传感器在高温环境中稳定工作和实现热电势信号稳定读取，需要在有限尺寸平面内设计了工艺简单的一种用于高温环境下测量热流的薄膜传感器。专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高温环境下测量热流的薄膜传感器，其特征在于：包括微米级陶瓷基底（1）、热电偶堆（2）、上温度梯度隔离层（3）、下温度梯度隔离层（5）、正极引出电极（9）和负极引出电极（8）；微米级陶瓷基底（1）包括热电偶堆基底（10）和引出电极基底（11），热电偶堆基底（10）为圆形，热电偶堆基底（10）和引出电极基底（11）为一体成型，正极引出电极（9）和负极引出电极（8）印刷在引出电极基底（11）上，热电偶堆（2）印刷在热电偶堆基底（10）上，热电偶堆（2）包括多个正极热电偶和多个负极热电偶，一个正极热电偶和一个负极热电偶串联形成一对热电偶，多对热电偶首尾相连，热电偶堆（2）的首端设置在热电偶...

【技术特征摘要】
1.一种用于高温环境下测量热流的薄膜传感器，其特征在于：包括微米级陶瓷基底（1）、热电偶堆（2）、上温度梯度隔离层（3）、下温度梯度隔离层（5）、正极引出电极（9）和负极引出电极（8）；微米级陶瓷基底（1）包括热电偶堆基底（10）和引出电极基底（11），热电偶堆基底（10）为圆形，热电偶堆基底（10）和引出电极基底（11）为一体成型，正极引出电极（9）和负极引出电极（8）印刷在引出电极基底（11）上，热电偶堆（2）印刷在热电偶堆基底（10）上，热电偶堆（2）包括多个正极热电偶和多个负极热电偶，一个正极热电偶和一个负极热电偶串联形成一对热电偶，多对热电偶首尾相连，热电偶堆（2）的首端设置在热电偶堆基底（10）的外沿处，热电偶堆（2）的首端与正极引出电极（9）相连，热电偶堆（2）的中段沿热电偶堆基底（10）的径向由若干个C形热电偶圈组成，热电偶堆（2）的尾端与负极引出电极（8）相连；热电偶堆基底（10）的上方涂刷有上温度梯度隔离层（3），上温度梯度隔离层（3）覆盖热电偶堆（2）的全部冷结点，热电偶堆基底（10）的下方涂刷有下温度梯度隔离层（5）。2.根据权利要求1所述的用于高温环境下测量热流的薄膜传感器,其特征在于:所述C形热电偶圈的个数为5个。3.根据权利要求1所述的用于高温环境下测量热流的薄膜传感器,其特征在于:所述热...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭秋林，吕文，董和磊，张磊，吉耀辉，张彤，熊继军，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14