ارتفاع درجة الحرارة رقيقة استشعار مقياس التدفق الحراري

تتكون مقاييس تدفق الأغشية الرقيقة ذات درجة الحرارة العالية عمومًا من طبقة مقاومة حرارية وطبقة ميزان حرارة بغشاء رقيق. طبقة المقاومة الحرارية عادة ما يستخدم محول الطاقة بأقراص بيزو مادة PZT ذات موصلية حرارية صغيرة بحيث يمكن لمقاييس الحرارة الموجودة على كلا الجانبين الحصول على فرق كبير في درجة الحرارة، وبالتالي الحصول على إشارة أقوى وحساسية أعلى. عادةً ما تكون طبقة ميزان الحرارة ذات الأغشية الرقيقة عبارة عن مزدوجة حرارية ذات أغشية رقيقة أو محول طاقة لدرجة الحرارة المقاومة. يتمتع البوليميد بمقاومة حرارية عالية وخصائص ميكانيكية جيدة. يمكن استخدام مقياس الجريان الحراري ذو الأغشية الرقيقة كطبقة مقاومة حرارية أقل من 400 درجة مئوية. السيليكا يتميز مستشعر التأثير الكهرضغطي بموصلية حرارية منخفضة وخصائص ميكانيكية جيدة. لذلك، باعتباره مادة طبقة المقاومة الحرارية لمعظم أجهزة قياس التدفق الحراري للأغشية الرقيقة ذات درجة الحرارة العالية، يمكن استخدام مقياس التدفق الحراري هذا عند درجة حرارة 900 درجة مئوية. يمكن لأجهزة قياس تدفق الأغشية الرقيقة ذات درجة الحرارة العالية استخدام المواد الخزفية الأولية مثل RTD وطبقات المقاومة الحرارية. تحتوي السلائف الخزفية الانضغاطية على مقياس تدفق حراري عالي الحرارة لبيئة المحرك الهوائي وقد تم تصنيعها باستخدام SiN يبلغ 250 ميكرومتر في طبقة الحاجز الحراري الأوسط. يمكن استخدام مقياس التدفق الحراري عند درجات حرارة حوالي 1400 درجة مئوية.

تتكامل أجهزة استشعار الأغشية الرقيقة المتكاملة متعددة الوظائف مع سلالة الأغشية الرقيقة ذات درجة الحرارة العالية محول أنبوب كهرضغطية ، ومقاييس الحرارة، وأجهزة قياس التدفق الحراري. إنه أمر صعب لأن أجهزة الاستشعار الثلاثة لها مبادئ استشعار مختلفة، وهياكل مختلفة، وأحجام مختلفة. تم تصميم مستشعر الأغشية الرقيقة المتكامل متعدد الوظائف لقياس الإجهاد ودرجة الحرارة وتدفق الحرارة في نفس الوقت، حيث يقيس مقياس الضغط Pt Pt-13Rh/Pt. المزدوج الحراري يقيس درجة الحرارة، طبقتين بسمك مختلف من طبقة المقاومة الحرارية للألومينا و40 زوجًا من Pt. يتكون مقياس الجريان الحراري من النوع الحراري من مزدوج حراري -13Rh/Pt. والذي يقيس تدفق الحرارة. من أجل كسر درجة حرارة العمل للمواد السبائكية، قامت وكالة ناسا بتطوير جهاز استشعار متكامل متعدد الوظائف للأغشية الرقيقة لمواد سيراميك TaN بيزو.

ال يستخدم مستشعر اللوحة الكهرضغطية عملية رفع لنمذجة عامل الإجهاد بمقدار 3.9، TCR بقيمة -93 × 10-6 ℃ -1، والمقاومة 259 μΩcm، وحساسية الإجهاد الظاهرة -24 × 10-6 ℃ -1. إن TCR للمواد والسبائك الخزفية الانضغاطية سالبة، وقد طورت وكالة ناسا أجهزة استشعار رقيقة متعددة الوظائف ذات درجة حرارة عالية للسيراميك الانضغاطي. هؤلاء تشتمل محولات الطاقة الحلقية الكهرضغطية على مقاييس ضغط الأغشية الرقيقة ذات درجة الحرارة العالية، والمزدوجات الحرارية ذات الأغشية الرقيقة ذات درجة الحرارة العالية، ومقاييس التدفق الحراري للأغشية الرقيقة ذات درجة الحرارة العالية. إن TCR لـ Pd-13Cr إيجابي. يشكل الاثنان معًا طبقة وظيفية تجعل إزاحة TCR الإيجابية والسلبية جزءًا، تعمل المواد الكهرضغطية التي ينقلها الأنبوب الانضغاطي r على تقليل إجمالي TCR، وبالتالي زيادة الحساسية. يعاني مستشعر الأغشية الرقيقة متعدد الوظائف من مشاكل التشظي والانتشار، ومشاكل التوافق في عملية التقشير، ومشاكل التمدد بدرجة الحرارة العالية.