基于热敏涂层变色特性的瞬态高温场热通量无源传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于热敏涂层变色特性的瞬态高温场热通量无源传感器。本发明专利技术由封装壳体、导热元件、薄膜热通量传感器、热敏涂层、活动螺栓组成。薄膜热通量传感器、热敏涂层位于封装壳体内，导热元件、薄膜热通量传感器、热敏涂层、封装壳体同轴安装。薄膜热通量传感器两面分别紧贴导热元件和热敏涂层。导热元件通过活动螺栓对封装壳体进行封装。热敏涂层采用热致变色材料，热致变色材料依据不同热量发生不同程度的不可恢复的变色。本发明专利技术利用热敏涂层将瞬态高温场的热量定量转化为颜色变化程度，实现了对瞬态高温场热通量的快速定量无源测量，解决了现有测温传感器测量精度受被测对象影响较大，响应速度不足、产生被测高温场干扰的问题。扰的问题。扰的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于热敏涂层变色特性的瞬态高温场热通量无源传感器


[0001]本专利技术属于测量检测领域，具体涉及一种瞬态高温场热通量测量的传感器，是一种利用热敏涂层变色特性对瞬态高温场热通量进行测量的无源传感器。

技术介绍

[0002]目前，随着科学技术的发展，在一些应用场景中常形成瞬态高温场(瞬态高温场指高温场存在的时间为秒级，甚至于毫秒级)，例如炸药爆炸、燃气爆炸、矿山爆破，在这些情况下，测量由此形成的瞬态高温场的热通量可以有效反映高温场对周围环境破坏能力的大小，因此对实际应用具有重要意义，因此针对瞬态高温场热通量测量的相关研究日趋成为研究热点。
[0003]根据测量时检温元件与目标高温场的关系分为接触式和非接触式测温。非接触式测温主要包括：红外辐射测温法、荧光测温法、双谱线测温法、声学测温法、光纤测温法等。红外辐射测温法可分为全辐射测温法及单色法、双波段测温法及多波段测温法等方法。全辐射测温法及单色法是根据测量波长从零到无限大整个光谱范围物体的总辐射功率用黑体定标的仪器来确定物体的温度；但是此方法受到被测对象发射率影响较大，在实际温度测量时难以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热敏涂层变色特性的瞬态高温场热通量无源传感器，其特征在于基于热敏涂层变色特性的瞬态高温场热通量无源传感器由封装壳体(1)、导热元件(2)、薄膜热通量传感器(3)、热敏涂层(4)、活动螺栓(5)组成；导热元件(2)通过活动螺栓(5)固定在封装壳体(1)无底的一端，对封装壳体(1)无底的一端进行封装；定义靠近导热元件(2)的一端为右端，定义远离导热元件(2)的一端为左端；薄膜热通量传感器(3)、热敏涂层(4)内嵌于封装壳体(1)，导热元件(2)、薄膜热通量传感器(3)、热敏涂层(4)、封装壳体(1)同轴安装；薄膜热通量传感器(3)紧贴导热元件(2)的左端面，热敏涂层(4)紧贴薄膜热通量传感器(3)的左端面，薄膜热通量传感器(3)和导热元件(2)之间、薄膜热通量传感器(3)和热敏涂层(4)之间均采用胶结剂连接；封装壳体(1)为有一个底的圆桶型，外直径为D1，壁厚为t
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，内直径d1满足d1＝D1‑
2t
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，长度为L1；封装壳体(1)左端底部厚度为t
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，封装壳体(1)内部空间轴向长度为l1满足l1＝L1‑
t
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；在封装壳体(1)的右端面的一个同心圆上加工有4个螺丝孔(11)，4个螺丝孔(11)中心距封装壳体(1)右端面圆心距离为r1，螺丝孔(11)直径为φ
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，通过螺丝孔(11)和活动螺栓(5)的连接来固定导热元件(2)；在封装壳体(1)左端面中心O处加工有1个中心螺丝孔(12)，通过中心螺丝孔(12)与固定物的连接来固定封装壳体(1)；封装壳体(1)的材料要求受到外部冲击作用时不产生塑性变形；封装壳体(1)内外壁面均贴有隔热层；导热元件(2)为圆形薄片，导热元件(2)的直径＝D1，厚度为t2；在导热元件(2)上加工有4个螺丝通孔(21)，螺丝通孔(21)中心距导热元件(2)右端面圆心O
’
距离＝r1，螺丝通孔(21)直径＝φ
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；导热元件(2)两端面平行且与封装壳体(1)中轴线OO
’
垂直；导热元件(2)通过活动螺栓(5)固定在封装壳体(1)的右端；导热元件(2)采用导热率λ2满足λ2≥100W/(m
·
k)的瞬间耐高温材料制成，且材料满足导热元件(2)在外部冲击作用下不产生塑性变形；导热元件(2)通过活动螺栓(5)进行固定和拆卸；薄膜热通量传感器(3)为圆形薄片，直径＝d1，厚度为t3，薄膜热通量传感器(3)两端面平行且与封装壳体(1)中轴线OO
’
垂直；薄膜热通量传感器(3)与导热元件(2)、热敏涂层(4)共轴线，并且两端面通过胶结剂分别与导热元件(2)、热敏涂层(4)连接；热敏涂层(4)为圆形薄片，直径＝d1，厚度为t4；热敏涂层(4)采用热致变色材料制成，要求热致变色材料在受热温度升高时，热致变色材料依据不同的热量发生不同程度的不可恢复的变色，且变色程度与热量间存在定量关系；活动螺栓(5)用于连接封装壳体(1)和导热元件(2)，活动螺栓(5)的材料满足活动螺栓(5)受到外部冲击作用时不产生塑性变形。2.如权利要求1所述的基于热敏涂层变色特性的瞬态高温场热通量无源传感器，其特征在于所述胶结剂的导热率λ3大于100w/(m
·
k)，且是瞬间耐高温材料，要求在1000～10000℃能耐1秒到10分钟。3.如权利要求1所述的基于热敏涂层变色特性的瞬态高温场热通量无源传感器，其特征在于所述封装壳体(1)的外直径D1满足0.01m<D1<0....

【专利技术属性】
技术研发人员：林玉亮，韩国振，祁子真，张玉武，李翔宇，梁民族，李志斌，陈荣，卢芳云，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：