[發明專利]一種基于高溫瞬態熱流測量的薄膜熱流計及制作方法

在審

• 申請號: 201911269312.1
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN110836737A
• 公開（公告）日: 2020-02-25
• 發明（設計）人: 崔云先;黃金鵬;殷俊偉;賈穎;高富來;李麗
• 申請（專利權）人: 大連交通大學
• 主分類號: G01K17/00
• 分類號: G01K17/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

1.一種基于高溫瞬態熱流測量的薄膜熱流計，其特征在于，包括：氧化鋁陶瓷基底、熱電堆薄膜、氧化鋁熱阻層薄膜以及氧化鋯保護層薄膜；所述熱電堆薄膜、氧化鋁熱阻層薄膜以及氧化鋯保護層薄膜均設置在所述氧化鋁陶瓷基底上；所述熱電堆薄膜包括鉑銠6熱電堆薄膜和鉑銠30熱電堆薄膜；所述熱電堆薄膜和氧化鋁熱阻層薄膜共同組成薄膜熱流計的熱電堆功能薄膜；所述氧化鋁陶瓷基底上開設有兩個通孔，通孔內放置引線，所述引線的一端突出0.3mm，連同氧化鋁熱阻層薄膜表面一起拋光至統一平面，且表面達到鏡面；所述引線的另一端引線突出50mm，連接數據采集信號設備；

所述氧化鋁熱阻層薄膜使熱電堆功能薄膜的冷端熱端在處于相同環境時的溫度不同，在單位時間內傳導到測量節點的熱量不同，基于塞貝克效應，在鉑銠6熱電堆薄膜和鉑銠30熱電堆薄膜之間產生熱電勢，輸出熱電勢通過內置引線輸出到數據采集信號設備，通過公式換算得到單位時間內的加載在熱流計上的熱流密度，熱電堆薄膜的輸出熱電勢與熱流密度相關，從而實現對熱流密度的瞬態測量。

2.根據權利要求1所述的基于高溫瞬態熱流測量的薄膜熱流計，其特征在于，所述熱電堆薄膜為成對的鉑銠6-鉑銠30貴金屬薄膜熱電偶串聯而成。

3.根據權利要求1或2所述的基于高溫瞬態熱流測量的薄膜熱流計，其特征在于，所述熱電堆薄膜的形狀為鋸齒形，或波浪形，或弧形，或Z字型。

4.根據權利要求1所述的基于高溫瞬態熱流測量的薄膜熱流計，其特征在于，所述氧化鋁熱阻層薄膜將熱電堆薄膜進行冷端熱端分離，形成熱電堆功能薄膜熱結點和熱電堆功能薄膜冷結點。

5.根據權利要求1所述的基于高溫瞬態熱流測量的薄膜熱流計，其特征在于，所述的引線為鉑銠6貴金屬引線。

6.根據權利要求1所述的基于高溫瞬態熱流測量的薄膜熱流計，其特征在于，所述氧化鋁陶瓷基底為定制尺寸，且表面需經過拋光處理達到鏡面。

7.一種根據權利要求1-6任意一項所述的基于高溫瞬態熱流測量的薄膜熱流計的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步驟：

S1、將氧化鋁陶瓷基底表面分別用5，3.5，2.5,1.5,0.5粒度的拋光膏在拋光機上進行拋光，拋光表面需達到鏡面；

S2、將鉑銠6貴金屬引線埋設在預先加工好的氧化鋁陶瓷基底通孔中，通過填充材料并進行燒結將兩者固化，重復拋光步驟，保證鉑銠6貴金屬引線露出端與氧化鋁陶瓷基底表面在一個平面；

S3、采用掩模磁控濺射方法，在步驟S2的氧化鋁陶瓷基底上形成鉑銠6熱電堆薄膜；

S4、采用掩模磁控濺射方法，在步驟S2的氧化鋁陶瓷基底上形成鉑銠30熱電堆薄膜；

S5、采用掩模磁控濺射方法，在步驟S3、S4的鉑銠6-鉑銠30熱電堆薄膜上表面形成氧化鋁熱阻層薄膜；

S6、采用掩模磁控濺射方法，在步驟S5的氧化鋁熱阻層薄膜上表面形成氧化鋯保護層薄膜。