一種圓箔熱電堆熱流傳感器的製作方法

2023-06-12 00:07:31 1

專利名稱：一種圓箔熱電堆熱流傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種圓箔熱電堆熱流傳感器。
背景技術：
圓箔熱流傳感器用於測量輻射為主的總熱流參數。常規圓箔熱流傳感器測量範圍 從5W/cm2到50M/cm2，滿量程輸出標稱值為10mV，響應時間從3ms到ls，大量程產品靈敏度 低、響應時間快，小量程產品靈敏高、響應慢。目前，航天飛行器及地面熱試驗提出了快速測 量小量程熱流參數的需求，為提高圓箔式熱流傳感器的響應時間，又不影響產品的靈敏度， 在此背景下，提出了圓箔熱電堆熱流傳感器測量方案。發明內容
本發明的技術解決問題是針對現有技術的不足，提供了一種能大大提高熱流傳 感器靈敏度又不影響傳感器響應時間的圓箔熱電堆熱流傳感器。
本發明的技術解決方案是
一種圓箔熱電堆熱流傳感器，包括至少兩對圓箔差分熱電偶和絕緣塊，每對所述 圓箔差分熱電偶包括箔片、熱沉、第一熱偶絲、第二熱偶絲，相鄰兩對所述圓箔差分熱電偶 間，通過所述第一熱偶絲與所述第二熱偶絲相串聯，且兩對所述圓箔差分熱電偶間通過絕 緣塊絕緣隔離；在每對所述圓箔差分熱電偶中，所述箔片水平放置並焊接於所述熱沉上； 所述第一熱偶絲焊接相連於所述箔片中心點，所述熱沉與所述第二熱偶絲焊接相連。
所述箔片採用康銅材料。
所述熱沉、所述第一熱偶絲和所述第二熱偶絲採用純銅材料。
本發明與現有技術相比具有如下優點
本發明所述圓箔熱電堆熱流傳感器，可以在響應時間不變的情況下，將靈敏度提 高為常規圓箔熱流傳感器靈敏度的N倍，N為圓箔差分熱電偶的數量。


圖1為本發明示意圖2為單對圓箔差分熱電偶示意圖。
具體實施方式
下面就結合附圖對本發明做進一步介紹。
如圖1，本發明所述圓箔熱電堆熱流傳感器由N對(N > = 2)圓箔差分熱電偶串聯 而成，對於其中任一對圓箔差分熱電偶，如圖2，包括箔片1、熱沉2、第一熱偶絲3和第二熱 偶絲4組成。
在每對圓箔差分熱電偶中，第一熱偶絲3與箔片I為一對熱電偶，第二熱偶絲4、熱 沉2採用同種材料，之間不會產生熱電動勢，箔片I與第二熱偶絲4、熱沉2為一對熱電偶材料，兩對熱電偶反向相連，組成一對圓箔差分熱電偶。圓箔差分熱電偶的箔片I水平放置於熱沉上並與熱沉焊接在一起，第一熱偶絲3焊接於箔片I中心點，第二熱偶絲4焊接於熱沉2上；前一對圓箔差分熱電偶的第二熱偶絲4與後一對圓箔差分熱電偶第一熱偶絲3焊接在一起。箔片I材料為康銅，熱沉2、第一熱偶絲3和第二熱偶絲4材料為純銅，銅的熱導率大，散熱快，熱電偶類型為T型。這樣的材料選擇，可使差分熱電偶線性好、精度高。圓箔差分熱電偶熱流傳感器的響應時間與箔片尺寸相關，N對圓箔差分熱電偶熱流傳感器箔片尺寸與I對圓箔差分熱電偶熱流傳感器相同，因此，I對圓箔差分熱電偶熱流傳感器的響應時間與N對圓箔差分熱電偶熱流傳感器的響應時間是一樣的。
進一步如圖1，傳感器工作時，箔片表面感受到熱流q時，熱流對箔片表面均勻加熱，箔片中心溫度高於邊緣溫度，每對圓箔差分熱電偶產生一個差分熱電動勢Vtl, N對圓箔差分熱電偶串聯後的輸出V1 = N * Vc^因此，圓箔熱電堆傳感器靈敏度
E1 = V1Zq = N* V0/q = N* Eqo(I)
其中，Etl為一對圓箔差分熱電偶熱流傳感器靈敏度。
本發明未詳細說明部分屬本領域技術人員公知常識。
權利要求
1.一種圓箔熱電堆熱流傳感器，其特徵在於，包括至少兩對圓箔差分熱電偶和絕緣塊(5)，每對所述圓箔差分熱電偶包括箔片(1)，熱沉(2)，第一熱偶絲(3)、第二熱偶絲(4)，相鄰兩對所述圓箔差分熱電偶間，通過所述第一熱偶絲(3)與所述第二熱偶絲(4)相串聯，且兩對所述圓箔差分熱電偶間通過絕緣塊(5)絕緣隔離；在每對所述圓箔差分熱電偶中，所述箔片(I)水平放置並焊接於所述熱沉(2)上；所述第一熱偶絲(3)焊接相連於所述箔片(I)中心點，所述熱沉(2)與所述第二熱偶絲(4)焊接相連。
2.如權利要求1所述圓箔熱電堆熱流傳感器，其特徵在於，所述箔片(I)採用康銅材料。
3.如權利要求1所述圓箔熱電堆熱流傳感器，其特徵在於，所述熱沉(2)、所述第一熱偶絲(3)和所述第二熱偶絲(4)採用純銅材料。
全文摘要
本發明公開了一種能大大提高熱流傳感器靈敏度又不影響傳感器響應時間的圓箔熱電堆熱流傳感器，包括至少兩對圓箔差分熱電偶和絕緣塊(5)，每對所述圓箔差分熱電偶包括箔片(1)，熱沉(2)，第一熱偶絲(3)、第二熱偶絲(4)，相鄰兩對所述圓箔差分熱電偶間，通過所述第一熱偶絲(3)與所述第二熱偶絲(4)相串聯，且兩對所述圓箔差分熱電偶間通過絕緣塊(5)絕緣隔離；在每對所述圓箔差分熱電偶中，所述箔片(1)水平放置並焊接於所述熱沉(2)上；所述第一熱偶絲(3)焊接相連於所述箔片(1)中心點，所述熱沉(2)與所述第二熱偶絲(4)焊接相連。
文檔編號G01K17/00GK103033291SQ201210543950
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者劉建華, 王豐, 楊顯濤, 陳青松 申請人:北京遙測技術研究所, 航天長徵火箭技術有限公司