[发明专利]一种用于高温大热流测量的热流传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种用于高温大热流测量的热流传感器，包括底座（2），其特征在于，所述底座（2）上固定有支架（8），所述支架（8）上设有上盖（1），所述上盖（1）下表面设有上绝缘层（6），所述底座（2）上表面设有下绝缘层（3），所述上绝缘层（6）和下绝缘层（3）上均固定有热电偶（9），且两个热电偶（9）的一端均自所述支架（8）向外引出，两个热电偶的另一端通过连接导线（7）连接；所述连接导线（7）外包覆有热障层（5），且所述热障层（5）上下底面分别与上绝缘层（6）和下绝缘层（3）接触。

2.根据权利要求1所述的用于高温大热流测量的热流传感器，其特征在于，所述两个热电偶（9）靠近所述上绝缘层（6）和下绝缘层（3）的一端均折弯成半圆形。

3.根据权利要求2所述的用于高温大热流测量的热流传感器，其特征在于，所述热障层（5）上下底面分别覆盖所述两个热电偶（9）的半圆形部分。

4.根据权利要求1～3之一所述的用于高温大热流测量的热流传感器，其特征在于，所述上绝缘层（6）和下绝缘层（3）的材料均为Al₂O₃或SiO₂，所述上绝缘层（6）和下绝缘层（3）的厚度均为1—3μm。

5.根据权利要求4所述的用于高温大热流测量的热流传感器，其特征在于，所述热电偶材料为镍铬-镍硅的K型热偶材料、铂铑13-铂的R型热偶材料、铂铑10-铂的S型热偶材料、铂铑30-铂铑6的B型热偶材料中的一种。

6.根据权利要求5所述的用于高温大热流测量的热流传感器，其特征在于，所述上绝缘层（6）和下绝缘层（3）的位置相对，且所述上绝缘层（6）和下绝缘层（3）两端分别对齐。

7.根据权利要求6所述的用于高温大热流测量的热流传感器，其特征在于，所述两个热电偶（9）的半圆形部分分别固定在所述上绝缘层（6）和下绝缘层（3）的中部，且所述两个热电偶（9）的半圆形部分位置相对。

8.根据权利要求7所述的用于高温大热流测量的热流传感器，其特征在于，所述下绝缘层（3）上还设有测温热电偶（10）。

9.一种权利要求8所述的用于高温大热流测量的热流传感器的制备方法，其特征在于，该方法为：

1）对上盖（1）和底座（2）表面进行超声清洗；

2）采用热氧化的方式在传感器的上盖（1）和底座（2）表面制备1—3μm厚的SiO₂或Al₂O₃绝缘薄膜；

3）在上盖（1）下表面和底座（2）上表面绝缘薄膜的中心部位利用高温无机胶粘附一端弯曲成半圆形的热电偶丝；

4）利用连接导线（7）将两个热电偶丝半圆形的一端连接起来，使两个热电偶丝组成用于测量上盖与底座之间的温差信号温差热电偶；

5）在连接导线（7）外包覆热障层材料，形成热障层（5）；

6）在底座（7）上表面的绝缘薄膜上粘贴测温热电偶（10），保证测温热电偶（10）不被热障层（5）覆盖；

7）在底座（2）上焊接支架（8），将上盖（1）焊接在支架（8）顶端，且底座（2）、支架（8）、上盖（1）之间形成密闭空间；焊接时保证上盖（1）下表面和底座（2）上表面的热电偶半圆形部分在竖直平面对齐，且热障层（5）高度与上盖（1）和底座（2）之间的距离匹配。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述SiO₂或Al₂O₃绝缘薄膜厚度为2μm。