[实用新型]一种具备高灵敏度系数的新型原子层热电堆热流传感器

说明书

本实用新型公开了一种具备高灵敏度系数的新型原子层热电堆热流传感器，包括：基座，其表面设置有电绝缘氧化层，基座侧面开设有导线槽，基座上端面开设有引线孔Ⅱ；敏感元件，其粘接固定在基座的上端面；封装套，其套设在基座外部；银导线，其固定设置在导线槽内；敏感元件的结构包括：钛酸锶晶片，其上开设有引线孔Ⅰ，钛酸锶晶片表面沉积有至少两个钇钡铜氧化物薄膜；钇钡铜氧化物薄膜之间通过导电金膜首尾串联连接；两个引线金膜，其一端与钇钡铜氧化物薄膜相接，另一端覆盖引线孔Ⅰ周围区域；银导线穿过引线孔Ⅱ和引线孔Ⅰ，并与引线金膜电导通。本新型原子层热电堆热流传感器能够在相同尺寸下物理上放大传感器输出，可用于风洞测热试验。

技术领域

本实用新型属于热流传感器技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种具备高灵敏度系数的新型原子层热电堆热流传感器。

背景技术

边界层转捩是经典力学遗留的少数基础科学问题之一，与湍流问题一起称为“世纪难题”。对于高超声速飞行，高超声速边界层由层流变为湍流后，壁面热流和摩擦力都会急剧增加。因此，对高超声速边界层转捩的理论和实验研究是认识转捩机理从而进一步达到对转捩进行控制的重要手段。结合对当前高超声速边界层转捩理论研究的认知，来流扰动的演化和发展被认为是边界层转捩机理的核心。相应地，风洞实验研究中也越来越关注诸如高频脉动热流的测试与分析。常规高超声速风洞、高超声速静音风洞常用的流场状态下气流总温不高，相应的风洞试验中热流小；对于这类侵入式的热流测试方式，为了减弱传感器对流场的影响，往往希望传感器尺寸做的尽量小。因此，在相同传感器尺寸下，采用物理放大测试信号的方式可以获得更高灵敏度系数的传感器，可用于有更低热流的风洞试验环境；对于更小尺寸的传感器，通过物理放大测试信号使得传感器灵敏度系数不至于太低，亦能满足测试需求。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种具备高灵敏度系数的新型原子层热电堆热流传感器，包括：

基座，其表面设置有电绝缘氧化层，基座侧面开设有导线槽，基座上端面开设有与所述导线槽连通的引线孔Ⅱ；

敏感元件，其粘接固定在所述基座的上端面；封装套，其套设在所述基座外部；银导线，其固定设置在所述导线槽内；

所述敏感元件的结构包括：

圆形倾斜取向的钛酸锶晶片，其上开设有与引线孔Ⅱ重合对准的引线孔Ⅰ，且钛酸锶晶片表面沉积有至少两个钇钡铜氧化物薄膜，通过晶胞特征参数匹配实现钇钡铜氧化物薄膜在倾斜取向的钛酸锶晶片上取向生长；所述钇钡铜氧化物薄膜之间通过导电金膜首尾串联连接；

两个引线金膜，其一端与所述钇钡铜氧化物薄膜相接，另一端覆盖所述引线孔Ⅰ周围区域；所述银导线穿过引线孔Ⅱ和引线孔Ⅰ，并与所述引线金膜电导通。

优选的是，其中，所述银导线端面与敏感元件外表面平齐。

优选的是，其中，所述基座优选为铝合金基座。

优选的是，其中，所述封装套优选为聚醚醚酮封装套、氮化硅陶瓷封装套、氧化铝陶瓷封装套或氮化硅陶瓷封装套中的一种。

优选的是，其中，所述银导线通过胶水粘接固定在导线槽内；所述银导线与引线金膜之间通过导电银浆实现电导通。

本实用新型至少包括以下有益效果：本实用新型提供了一种具备高灵敏度系数的新型原子层热电堆热流传感器，由此能够满足激波风洞、常规高超声速风洞以及高超声速静音风洞等试验环境下进行高频脉动热流测试对传感器尺寸小和灵敏度系数高的要求，其有益结果是：传感器输出是物理放大，在相同尺寸条件下，传感器灵敏度系数更高，可用于测试更低的热流；在更小尺寸要求下，传感器灵敏度系数不至于过低，可减少由于侵入式传感器对局部流场的影响。