双类型薄膜热的结构设计及其热流敏感性性能
Hao Chen1,2, Tao Liu3, Nanming Feng1,2
1The State Key Laboratory of Environment-Friendly Energy Materials, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China.
Micromachines
|July 29, 2023
概括
这项研究开发了一种新的双面薄膜热流传感器,使用有限元分析. 传感器提供了更高的精度和更快的测量,非常适合复杂的环境,如航空发动机.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 热力工程是热力工程中的一个.
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 传统的薄膜热流量计存在低精度和漫长的设计代问题.
- 有限元模拟方法为提高设计效率和准确性提供了潜在的解决方案.
研究的目的:
- 开发一种高精度,快速响应的薄膜热流传感器.
- 通过模拟分析设计参数对传感器性能的影响.
- 为了验证开发的传感器的实验性性能特征.
主要方法:
- 用有限元分析 (FEA) 来建模和模拟薄膜热流量计.
- 制造了一种双重类型的薄膜热流传感器,使用铜/缩热.
- 进行了对热阻层位置,热流密度和厚度的参数研究.
主要成果:
- 热阻层的位置显著影响温度梯度;在热柱上方的位置是高温快速测量的最佳选择.
- 传感器性能,特别是热和冷结点之间的温度差异,与热阻层厚度线性变化.
- 实验测试表明响应时间约为2秒,恢复时间约为3秒,噪声低 (2.1μV),最大输出为15μV.
结论:
- 设计的双面薄膜热流传感器克服了传统方法的局限性,提供了更好的可用性和寿命.
- 这项创新提供了一种新的,有效的测量技术,用于热流密度要求高的应用,如航空发动机表面.
- 开发的传感器技术促进了热流测量设备的进步.
