[发明专利]管内三维流速传感器及其制造方法

权利要求书

1.一种管内三维流速传感器，其特征在于，所述传感器包括：管状基底和传感器主体，所述传感器主体包括至少一个分支；

每个所述分支包括支撑层、位于所述支撑层上的应变栅层和位于所述支撑层上方封装所述应变栅层的封装层，所述应变栅层包括输入电极、输出电极和连接在所述输入电极和所述输出电极之间的应变栅；

每个所述分支包括第一固定部、第二固定部和连接在所述第一固定部和所述第二固定部之间的连接部，所述第一固定部和所述第二固定部分别固定于所述管状基底的内壁，且每个所述分支的所述第一固定部和所述第二固定部之间的距离小于所述连接部的长度，以使每个所述分支的所述连接部向远离所述内壁的方向凸起；

所述应变栅至少部分位于所述连接部，所述输入电极和所述输出电极位于所述第一固定部，所述输入电极和所述输出电极用于连接到检测模块；

所述管状基底的外表面与目标管道内壁固定连接，以使得所述检测模块在所述目标管道内流入液体时，基于对所述应变栅的阻值检测结果确定出所述液体的流速。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器包括多个分支，各所述分支依次排列，所述传感器主体呈环状固定在所述管状基底内壁；

相邻的各所述分支的所述第一固定部之间固定连接，所述应变栅层还包括至少一根导线，每根导线位于所述第一固定部且用于将多个应变栅串联，所述输出电极和所述输入电极分别连接到串联的多个应变栅中最外侧的两个。

3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，每个所述分支还包括加厚层，所述加厚层覆盖在所述连接部中靠近所述第二固定部的所述封装层的表面，所述连接部覆盖有所述加厚层的第一部分的宽度大于所述连接部除所述第一部分之外的第二部分的宽度。

4.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，每个所述应变栅的形状和/或所述导线的形状为可延展形状，所述可延展形状包括以下至少一种：蛇形、S型、之字形。

5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述管状基底的管壁设置有平行于所述管状基底的轴向的缝隙。

6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器主体中所述支撑层、所述封装层和所述应变栅层分别为一体结构。

7.一种管内三维流速传感器的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

根据目标管道的结构参数，制造管内三维流速传感器的管状基底和传感器主体的二维前驱体，所述管内三维流速传感器是权利要求1-6任意一项所述的管内三维流速传感器；

沿所述管状基底的轴向对所述管状基底进行剪裁，得到剪裁后管状基底，所述剪裁后管状基底的管壁带有平行于所述管状基底的轴向的缝隙；

对所述剪裁后管状基底施加预应力，得到展平后管状基底；

将所述二维前驱体转印并固定在所述展平后管状基底的对应于所述管状基底的内壁的一面；

释放对所述展平后管状基底施加的预应力，使所述展平后管状基底恢复成所述剪裁后管状基底以及使所述二维前驱体在预应力释放过程中变形为具有目标空间构型的传感器主体，得到包括所述剪裁后管状基底和所述传感器主体的管内三维流速传感器。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述管内三维流速传感器中所述剪裁后管状基底的缝隙两侧的侧壁固定连接在一起。