一种二维可测的柔性热式流量传感器、其制备方法及系统和应用技术方案

本发明专利技术公开了一种二维可测的柔性热式流量传感器、其制备方法及系统和应用，该系统用于实时检测流场的速度和方向，包括传感器主体、数据采集硬件和上位机可视化软件，所述的传感器主体包括柔性基底，热源，温度传感器，导电电路，隔热件，所述热源处于柔性基底中心，所述热源周向上均匀分布有若干个温度传感器，所述数据采集硬件可以实现15通道24位ADC转换、内置变压与无线数据传输，所述上位机软件可二维实时显示流场分布状态与数据处理，与现有技术相比，本发明专利技术的装置可二维测量并实时显示流速方向，且以柔性材料为基底，能够适应复杂的安装曲面，薄膜式结构对流场干扰小，同时自制软硬件方便了数据的收集与实时可视化，拓宽了传感器的应用范围。传感器的应用范围。传感器的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种二维可测的柔性热式流量传感器、其制备方法及系统和应用


[0001]本专利技术属于柔性传感器
，涉及一种二维可测的柔性热式流量传感器、其制备方法及系统和应用。

技术介绍

[0002]流体测量广泛存在于工业生产、日常生活中。获取流场的信息可以辅助判断工业生产状况、家庭管道有无破损、飞行状态是否安全等关键问题。传统的流量传感器多为管道式,体积较大，安装时常伴随需破坏连接表面的螺纹连接，无法适应曲率较大的表面条件。因此，可自适应贴附表面、具有良好伸展和弯折性的柔性流量传感器在流体检测领域有重要意义。
[0003]流量传感器的原理多种多样——压阻、声多普勒、热式、电磁、科里奥利力式等。然而，当前的许多测量方式仅能测量一个方向的流场信息，甚至无法测量流场的方向信息。热式柔性流量传感器的物理基础是强迫对流换热下的热剪切力测量，该方法可测量方向，但此前的设计少有完美对称的热源，在理论上影响着方向测量的准确度。
[0004]便捷的采集系统与实时的动态展示是传感器的应用需求与发展方向。流量传感器的配套采集系统常采用自连杜邦线或者成熟的商业本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维可测的柔性热式流量传感器系统，其特征在于，该系统用于实时检测流场的速度和方向，包括传感器主体、数据采集硬件和上位机可视化软件，所述的传感器主体包括柔性基底(1)，敏感层，导电电路(4)，隔热件(5)，所述敏感层包括热源(2)和温度传感器(3)，所述热源(2)处于柔性基底(1)中心，所述热源(2)的周向上中心对称分布有若干个温度传感器(3)用于测量流场在二维平面的流动方向，所述导电电路(4)上设有一个背景温度传感器(6)用于实时测量环境温度，所述热源(2)呈中心对称的螺旋状结构，所述的热源(2)、温度传感器(3)与背景温度传感器(6)的微观表面为多孔状结构，所述导电电路(4)包括有电极接触区与电路引出区，所述热源(2)产生的热场会随流场的流动方向偏移，使得其上下游的温度传感器(3)阻值发生变化，引起热源(2)阻值和输出电压的变化，数据采集硬件检测到输出电压的变化并处理，传输到上位机可视化软件中实时显示流场的二维分布状况。2.制备如权利要求1所述的一种二维可测的柔性热式流量传感器系统的方法，其特征在于，其制备步骤包括：步骤1：利用丝网印刷板对柔性基底(1)进行导电电路印刷，在柔性基底(1)上得到导电电路(4)；步骤2：通过红外激光器在柔性基底(1)上利用激光一体化技术改性得到敏感层，并利用导电银浆修饰敏感层与导电电路(4)的接触区，保证其良好接触；步骤3：制备隔热件；步骤4：选型采集芯片完成硬件设计；步骤5：编写上位机可视化软件；步骤6:设计实验验证传感器可测流速大小与二维方向，验证硬件系统的功能完备，验证上位机可视化功能完备。3.根据权利要求2所述的一种二维可测的柔性热式流量传感器系统的制备方案，其特征在于，步骤2中通过红外激光器在柔性基底(1)上利用激光一体化技术改性得到敏感层，并利用导电银浆修饰敏感层与导电电路(4)的接触区，保证其良好接触，并使用导电银浆修饰敏感层与导电电路(4)的接触区，具体步骤如下：(1)将带有丝网印刷银电路的柔性基底置于红外激光平台上，比较预加工图案对齐；(2)选用合适的加工功率和速度激光加工参数，利用激光一体化技术对柔性基底进行激光改性，形成导电碳材料，即得到了敏感层；(3)手涂导电银浆修饰敏感层与导电电路电极接触区相接触的区域。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯臣，李奇澳，杨赓，李铁风，杨华勇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：