[發(fā)明專利]熱溫差型風(fēng)速傳感器及其制備方法和檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710034158.4
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106829850B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易真翔;董蕾;王立峰;秦明;黃慶安
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;B81C1/00;G01P5/12
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種熱溫差型風(fēng)速傳感器的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

S1、準(zhǔn)備絕緣的玻璃襯底；

S2、在玻璃襯底正面旋涂光刻膠，固化；

S3、利用光刻技術(shù)去除正面需要生長元件部分的光刻膠；

S4、濺射金屬材料，泡入丙酮溶液中，剝離，形成襯底正面的感溫元件和發(fā)熱金屬塊；

S5、在玻璃襯底背面旋涂光刻膠，固化；

S6、利用光刻技術(shù)去除背面需要生長元件部分的光刻膠；

S7、濺射金屬材料、泡入丙酮溶液中，剝離，形成襯底背面的加熱電感線圈和測溫元件；

其中，測溫元件與感溫元件位置正對應(yīng)，發(fā)熱金屬塊與加熱電感線圈位置正對應(yīng)。

2.如權(quán)利要求1所述的熱溫差型風(fēng)速傳感器的制備方法，其特征在于：所述熱溫差型風(fēng)速傳感器的感溫元件是金屬塊或電感線圈，測溫元件是電感線圈。

3.一種熱溫差型風(fēng)速傳感器，包括玻璃襯底、布置在玻璃襯底上的發(fā)熱元件、布置在玻璃襯底正面且以發(fā)熱元件為中心呈中心對稱分布的至少兩組感溫元件，布置在玻璃襯底背面且與感溫元件位置正對應(yīng)的至少兩組測溫元件；其中，發(fā)熱元件包括布置在玻璃襯底背面的加熱電感線圈，以及布置在玻璃襯底正面且與加熱電感線圈正對應(yīng)的發(fā)熱金屬塊，通過對加熱電感線圈施加交流電使發(fā)熱金屬塊發(fā)熱，其特征在于：所述熱溫差型風(fēng)速傳感器采用權(quán)利要求1或2所述的熱溫差型風(fēng)速傳感器的制備方法制備獲得。

4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)速傳感器，其特征在于：所述玻璃襯底的厚度為300-500微米，熱導(dǎo)率小于30W/mk。

5.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)速傳感器，其特征在于：所述測溫元件與發(fā)熱元件之間的直線距離至少大于玻璃襯底的厚度。

6.如權(quán)利要求3至5任意一項所述的風(fēng)速傳感器，其特征在于：所述感溫元件是金屬塊，測溫元件是電感線圈。

7.如權(quán)利要求3至5任意一項所述的風(fēng)速傳感器，其特征在于：所述感溫元件是電感線圈，測溫元件是電感線圈。

8.一種基于熱溫差型風(fēng)速傳感器的風(fēng)速檢測方法，其特征在于：采用如權(quán)利要求1或2所述的熱溫差型風(fēng)速傳感器的制備方法制備獲得的熱溫差型風(fēng)速傳感器；對發(fā)熱元件加熱以在玻璃襯底中形成溫度梯度；風(fēng)吹過時，玻璃襯底正面的溫度場發(fā)生改變，通過測溫元件測量感溫元件之間的溫度差，計算得到風(fēng)速的大小。

9.如權(quán)利要求8所述的基于熱溫差型風(fēng)速傳感器的風(fēng)速檢測方法，其特征在于：風(fēng)吹過時，使得感溫元件之間存在溫差并導(dǎo)致感溫元件的電阻率隨之發(fā)生變化，對應(yīng)的與感溫元件正對應(yīng)的測溫電感線圈的阻抗也隨之變化，通過測量測溫電感線圈的阻抗變化得到感溫元件的電阻率變化，并計算得到風(fēng)速的大小。

10.如權(quán)利要求9所述的風(fēng)速檢測方法，其特征在于：測溫元件的等效阻抗Z表示成如下函數(shù)關(guān)系:

Z＝F(x,μ,ρ,f)

其中，x是玻璃襯底的厚度，μ是感溫元件的磁導(dǎo)率,ρ是感溫元件的電阻率,f是測溫元件中激勵電流的頻率。