CN105606331A - 一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器及其制作方法 - Google Patents

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陈星�
刘吴月
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Abstract

本发明提供一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器及其制作方法，包括：步骤一、在柔性基底上预埋多对引线；步骤二、利用镀膜设备在每对所述引线的连接端镀上一薄膜铂电阻，使得每对所述引线与一所述薄膜铂电阻连通。本发明在柔性基地上制作薄膜铂电阻热流传感器，利用柔性基本的特性使得薄膜铂电阻热流传感器无缝可贴设在复杂模型表面，测量复杂模型的热流，提高测量如舵轴，内腔，凹槽和缝隙等复杂区域热流的准确性。

Description

一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器及其制作方法
技术领域
本发明属于薄膜铂电阻热流传感器领域，特别涉及一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器及其制作方法。
背景技术
基于薄膜电阻热流传感器的测量技术作为激波风洞中气动热环境测量的一种重要方法，几十年来不断发展和创新。一方面，为了单位面积得到更多数据，集成化成为传感器技术发展的趋势。另一方面，对于复杂模型，为了实现在特殊区域的热流测量，在基底材料的选择上也更加多样化，如出现了陶瓷、石英、塑料等。但是，随着模型外形的复杂化。这种传统的点式传感器已经到了极限，其与模型安装的间隙成为重要误差源，例如对于舵轴，内腔，凹槽和缝隙等区域，柱状传感器不仅受安装密度影响较大，而且随着安装密度增大带来的误差累计成为高精度测量的难题。
在激波风洞试验中，薄膜铂电阻传感器是用来测量模型表面热流的重要手段。一般单点式玻璃基底传感器主要用在模型大面积区域，单点式玻璃基底传感器对平面区域和非复杂面的测量比较准确。但是对于测量模型的舵轴，内腔，凹槽和缝隙等区域时，单点式玻璃基底传感器受到自身基底材料不能弯折和尺寸的限制，不能测量更进一步的位置，因此不能满足测量的需求。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器制作方法，在柔性基地上制作薄膜铂电阻热流传感器，提供一种适用于复杂模型的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法。
本发明的另一个目的是提供一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器，本发明的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器可用于对复杂模型表面热流测量，利用柔性基板可将传感器无缝地安装在模型表面，提高测量舵轴，内腔，凹槽和缝隙等区域热流的准确性。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法，该方法至少包括：
步骤一、在柔性基底上预埋多对引线；
步骤二、利用镀膜设备在每对所述引线的连接端镀上一薄膜铂电阻，使得每对所述引线与一所述薄膜铂电阻连通。本发明利用光刻技术和封装技术在以聚酰亚胺材料制成的柔性基底材料上内埋多对引线，且没跟引线两端头裸露，利用镀膜设备通过离子束溅射镀膜的方法将铂金属镀到柔性基底上，且连接每对引线的相对端头上，利用薄膜铂电阻将每对引线串联。
优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法中，还包括步骤三，在所述柔性基底上粘连一柔性基板，所述柔性基板覆盖所述引线。在多对引线上覆盖一柔性基板，且该柔性基板不覆盖薄膜铂电阻，该柔性基板用于防止引线散热。
优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法中，所述步骤四、检测每个所述薄膜铂电阻的电阻值；
在常温条件下检测每个所述薄膜铂电阻的电阻值，并去除电阻值不符合第一条件的所述薄膜铂电阻；
在200℃中对所述薄膜铂电阻热处理2h，检测热处理后的所述薄膜铂电阻的电阻值，并去除电阻值不符合第二条件的所述薄膜铂电阻；
其中，所述第一条件为电阻值在80-100欧姆范围内；所述第二条件为电阻值在40-60欧姆范围内。当薄膜铂电阻在常温条件下的电阻值在80-100欧姆，并且在200℃的环境中热处理2h后电阻值为40-60欧姆的薄膜铂电阻才能用于热流检测，才是合格薄膜铂电阻。
优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法中，还包括步骤五，每个所述引线外接一导线。利用导线将薄膜铂电阻热流传感器连接至待检测设备中，以检测待检测设备的热量值。
优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法中，包括检测每个所述薄膜铂电阻电阻温度系数，去除电阻温度系数小于2×10-3/℃的所述薄膜铂电阻。纯铂的电阻温度系数为3.85×10-3/℃左右，但是镀膜后铂电阻温度将小于3.85×10-3/℃，但是铂电阻温度将小于2×10-3/℃时，传感器将对传热不那么敏感，造成测量分辨率下降，测量精度降低，因此需要去除电阻温度系数小于2×10-3/℃的所述薄膜铂电阻，以保证测量精度。
本发明还提供一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器，包括：
柔性基底；
设置在所述柔性基底上的多个薄膜铂电阻结构，每个所薄膜铂电阻结构包括镀一薄膜铂电阻和分别连接所述薄膜铂电阻两端的两根引线；所述引线内埋在所述柔性基底中。在以聚酰亚胺材料制成的柔性基底材料上设置多个薄膜铂电阻结构，充分利用柔性材料的柔性特性，使得薄膜铂电阻结构不受模型表面外形和模型结构的影响，检测模型各个区域的热流。
优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器中，还包括一柔性基板；
所述柔性基板设置在所述柔性基底上，且覆盖所述引线。该柔性基板只覆盖所述引线不覆盖薄膜铂电阻，用于防止引线散热
优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器中，还包括多对导线；
每对所述导线与每个所述薄膜铂电阻结构中的两根引线连接。每对导线用于将薄膜铂电阻热流传感器连接至待检测设备，以检测待检测设备的热量值。
优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器中，每个所述薄膜铂电阻的常温条件下的电阻值为80-100欧姆；每个所述薄膜铂电阻在200℃中热处理2h后，其电阻值为40-60欧姆。
优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器中，每个所述薄膜铂电阻的电阻温度系数大于2×10-3/℃。
本发明的有益效果如下：
1、所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法中，在柔性基底上镀上薄膜铂电阻热流传感器，不需要在模型上进行过多的加工，节约了加工模型的成本和时间，并且制作出的薄膜铂电阻热流传感器能够与复杂模型的表面紧密贴合。
2、所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器中，薄膜铂电阻热流传感器利用柔性基底的特性，可以用于对复杂区域进行热流测量，避免因传感器与复杂区域无法紧密接触而产生测量误差。
3、所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器中，在柔性基底上设置多个薄膜铂电阻结构，每个薄膜铂电阻均可以用来检测待检测仪器上的热流情况，因此，可以将本发明的热流传感器连接至多个待检测设备上，同时检测多个待检测设备的热流值。
附图说明
图1为本发明所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法的流程图；
图2为本发明所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明公开了一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法，如图1所示，该方法至少包括：
一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法，其特征在于，包括：
步骤一、在柔性基底上预埋多对引线；
步骤二、利用镀膜设备在每对所述引线的连接端镀上一薄膜铂电阻，使得每对所述引线与一所述薄膜铂电阻连通。
步骤三，在所述柔性基底上粘连一柔性基板，所述柔性基板覆盖所述引线。
步骤四、检测每个所述薄膜铂电阻的电阻值；
4.1)在常温条件下检测每个所述薄膜铂电阻的电阻值，并去除电阻值不符合第一条件的所述薄膜铂电阻；
4.2)在200℃中对所述薄膜铂电阻热处理2h，检测热处理后的所述薄膜铂电阻的电阻值，并去除电阻值不符合第二条件的所述薄膜铂电阻；
其中，所述第一条件为电阻值在80-100欧姆范围内；所述第二条件为电阻值在40-60欧姆范围内。
步骤五，每个所述引线外接一导线。
上述方案中，每个所述薄膜铂电阻电阻温度系数大于2×10-3/℃。
如图2所示，本发明公开了一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器，包括：
柔性基底1；
设置在所述柔性基底1上的多个薄膜铂电阻结构2，每个所薄膜铂电阻结构2包括镀一薄膜铂电阻200和分别连接所述薄膜铂电阻200两端的两根引线210；所述引线内埋在所述柔性基底1中。
柔性基板，所述柔性基板设置在所述柔性基底1上，且覆盖所述引线210。
多对导线3，每对所述导线3与每个所述薄膜铂电阻结构2中的两根引线210连接。
上述方案中，每个所述薄膜铂电阻200的常温条件下的电阻值为80-100欧姆；每个所述薄膜铂电阻200在200℃中热处理2h后，其电阻值为40-60欧姆。
上述方案中，每个所述薄膜铂电阻200的电阻温度系数大于2×10-3/℃。
尽管本发明的实施例已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法，其特征在于，包括：
步骤一、在柔性基底上预埋多对引线；
步骤二、利用镀膜设备在每对所述引线的连接端镀上一薄膜铂电阻，使得每对所述引线与一所述薄膜铂电阻连通。
2.如权利要求1所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法，其特征在于，还包括步骤三，在所述柔性基底上粘连一柔性基板，所述柔性基板覆盖所述引线。
3.如权利要求2所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法，其特征在于，还包括步骤四、检测每个所述薄膜铂电阻的电阻值；
在常温条件下检测每个所述薄膜铂电阻的电阻值，并去除电阻值不符合第一条件的所述薄膜铂电阻；
在200℃中对所述薄膜铂电阻热处理2h，检测热处理后的所述薄膜铂电阻的电阻值，并去除电阻值不符合第二条件的所述薄膜铂电阻；
其中，所述第一条件为电阻值在80-100欧姆范围内；所述第二条件为电阻值在40-60欧姆范围内。
4.如权利要求3所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法，其特征在于，还包括步骤五，每个所述引线外接一导线。
5.如权利要求4所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法，其特征在于，每个所述薄膜铂电阻电阻温度系数大于2×10-3/℃。
6.一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器，其特征在于，包括：
柔性基底；
设置在所述柔性基底上的多个薄膜铂电阻结构，每个所薄膜铂电阻结构包括镀一薄膜铂电阻和分别连接所述薄膜铂电阻两端的两根引线；所述引线内埋在所述柔性基底中。
7.如权利要求6所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器，其特征在于，还包括一柔性基板；
所述柔性基板设置在所述柔性基底上，且覆盖所述引线。
8.如权利要求7所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器，其特征在于，还包括多对导线；
每对所述导线与每个所述薄膜铂电阻结构中的两根引线连接。
9.如权利要求6所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器，其特征在于，每个所述薄膜铂电阻的常温条件下的电阻值为80-100欧姆；每个所述薄膜铂电阻在200℃中热处理2h后，其电阻值为40-60欧姆。
10.如权利要求6所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器，其特征在于，每个所述薄膜铂电阻的电阻温度系数大于2×10-3/℃。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106225959A (zh) * 2016-07-04 2016-12-14 电子科技大学 一种柔性薄膜热流传感器及其制备方法
CN106323493A (zh) * 2016-08-10 2017-01-11 清华大学 一种温度场、热流密度场测量一体化装置及其制备方法
CN107462343A (zh) * 2017-08-10 2017-12-12 上海幂方电子科技有限公司 一种全打印柔性传感器及其制备工艺
CN109752111A (zh) * 2019-01-23 2019-05-14 杭州嘉诚机械有限公司 简易便携式减速机专用轴温检测模块及检测方法
CN115326343A (zh) * 2022-08-09 2022-11-11 中国科学院力学研究所 一种用于高超声速激波风洞的圆柱形铂膜热流传感器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050104713A1 (en) * 2003-11-13 2005-05-19 Habboosh Samir W. Thermal variable resistance device with protective sheath
CN1796951A (zh) * 2004-12-22 2006-07-05 中国科学院合肥智能机械研究所 柔性温度传感器阵列及其制备方法
CN104458046A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 中国航天空气动力技术研究院 薄膜铂电阻制造方法
CN104458191A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 中国航天空气动力技术研究院 微型薄膜铂电阻热流传感器及其制造方法
CN204286742U (zh) * 2014-12-10 2015-04-22 中国航天空气动力技术研究院 微型薄膜铂电阻热流传感器
CN204286741U (zh) * 2014-12-10 2015-04-22 中国航天空气动力技术研究院 “s”形薄膜的铂电阻热流传感器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050104713A1 (en) * 2003-11-13 2005-05-19 Habboosh Samir W. Thermal variable resistance device with protective sheath
CN1796951A (zh) * 2004-12-22 2006-07-05 中国科学院合肥智能机械研究所 柔性温度传感器阵列及其制备方法
CN104458046A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 中国航天空气动力技术研究院 薄膜铂电阻制造方法
CN104458191A (zh) * 2014-12-10 2015-03-25 中国航天空气动力技术研究院 微型薄膜铂电阻热流传感器及其制造方法
CN204286742U (zh) * 2014-12-10 2015-04-22 中国航天空气动力技术研究院 微型薄膜铂电阻热流传感器
CN204286741U (zh) * 2014-12-10 2015-04-22 中国航天空气动力技术研究院 “s”形薄膜的铂电阻热流传感器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孔荣宗 等: "激光蚀刻半球型铂电阻的定位研究", 《激光技术》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106225959A (zh) * 2016-07-04 2016-12-14 电子科技大学 一种柔性薄膜热流传感器及其制备方法
CN106323493A (zh) * 2016-08-10 2017-01-11 清华大学 一种温度场、热流密度场测量一体化装置及其制备方法
CN106323493B (zh) * 2016-08-10 2020-05-22 清华大学 一种温度场、热流密度场测量一体化装置及其制备方法
CN107462343A (zh) * 2017-08-10 2017-12-12 上海幂方电子科技有限公司 一种全打印柔性传感器及其制备工艺
CN109752111A (zh) * 2019-01-23 2019-05-14 杭州嘉诚机械有限公司 简易便携式减速机专用轴温检测模块及检测方法
CN115326343A (zh) * 2022-08-09 2022-11-11 中国科学院力学研究所 一种用于高超声速激波风洞的圆柱形铂膜热流传感器

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