[实用新型]一种原子层热电堆热流传感器的封装结构

说明书

本实用新型公开了一种原子层热电堆热流传感器的封装结构及封装工艺，其封装结构包括：基座；封装套，其与基座之间为紧密配合；敏感元件，其固定于基座上，且其外表面与封装套上端面齐平；引线孔Ⅰ，其位于基座中，且设置在基座上端；敏感元件的结构包括：钛酸锶晶片，其上开设有引线孔Ⅱ，引线孔Ⅱ位于引线孔Ⅰ正上方；热电效应薄膜，其沉积在钛酸锶晶片上；导电金膜，其沉积在钛酸锶晶片上，且位于热电效应薄膜两端；导线槽，其开设在基座中；银导线，其固定在导线槽中，且银导线穿过引线孔Ⅰ和引线孔Ⅱ，本实用新型提供的热流传感器封装结构及封装工艺避免了大深径比的细小孔加工难度，实现了导线的有效固定。

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原子层热电堆热流传感器的封装结构。

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，来流扰动的额演化和发展被认为是边界层转捩机理的核心。相应地，风洞试验研究中也越来越关注诸如高频脉动热流的测试与分析。当前，国内外高频脉动热流的测试主要是利用原子层热电堆热流传感器，且国内尚缺乏这种传感器。在参照国外原子层热电堆热流传感器的测热原理(德国University of Stuttgart的Tim Roediger等人发表诸如题为《Time-resolved heat transfer measurements on the tip wall of a bibbed channel usinga novel heat flux sensor—Part I:Sensor and benchmarks》等文章)获得传感器敏感元件的基础上，设计了一种传感器封装结构，避免了大深径比的细小孔加工难度，实现了导线的有效固定。由此，形成了可在激波风洞、常规高超声速风洞试验中使用的原子层热电堆热流传感器。

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，提供了一种原子层热电堆热流传感器的封装结构，包括：

基座；

封装套，其与所述基座之间为紧密配合；敏感元件，其固定在所述基座上，且其外表面与所述封装套上端面齐平；引线孔Ⅰ，其设置在所述基座中；

所述敏感元件的结构包括：钛酸锶晶片，其上开设有引线孔Ⅱ，所述引线孔Ⅱ与引线孔Ⅰ中心轴线相重合；热电效应薄膜，其沉积在所述钛酸锶晶片上；导电金膜，其沉积在所述钛酸锶晶片上，并覆盖在所述引线孔Ⅱ周边的钛酸锶晶片表面，且位于热电效应薄膜两端；

导线槽，其开设在所述基座中，且所述引线孔Ⅰ位于敏感元件与导线槽之间；银导线，其固定在所述导线槽中，且银导线穿过所述引线孔Ⅰ和引线孔Ⅱ，并与导电金膜形成电导通。

优选的是，其中，所述封装套为聚醚醚酮封装套、氮化铝陶瓷封装套、氮化硅陶瓷封装套、氧化铝陶瓷封装套中的一种；所述基座为表面阳极化处理的铝合金基座。

优选的是，其中，所述热电效应薄膜为钇钡铜氧化物薄膜、镧锰铜氧化物薄膜中的一种。

优选的是，其中，所述导线槽和银导线分别设置为两个，且导线槽中灌注有胶水，银导线通过胶水固定在基座中。

优选的是，其中，所述银导线与导电金膜之间涂抹有导电胶，用于实现银导线与导电金膜之间的电导通。

优选的是，其中，所述银导线端面与敏感元件外表面齐平。

优选的是，其中，所述钛酸锶晶片直径小于等于6mm、厚度小于等于0.5mm；所述引线孔Ⅰ和引线孔Ⅱ的直径为0.2mm。