سنسور فلومتر حرارتی لایه نازک با دمای بالا

فلومترهای لایه نازک با دمای بالا معمولاً از یک لایه مقاومت حرارتی و یک لایه دماسنج لایه نازک تشکیل شده اند. لایه مقاومت حرارتی از مبدل دیسک‌های پیزو معمولاً از مواد PZT با رسانایی حرارتی کوچک استفاده می‌کند، به طوری که دماسنج‌ها در هر دو طرف می‌توانند اختلاف دمای زیادی را به دست آورند، در نتیجه سیگنال قوی‌تر و حساسیت بالاتری به دست می‌آید. لایه ترمومتر لایه نازک معمولاً یک ترموکوپل لایه نازک یا یک مبدل دمای مقاومتی است. پلی آمید دارای مقاومت حرارتی بالا و خواص مکانیکی خوبی است. فلومتر حرارتی لایه نازک به عنوان یک لایه مقاومت حرارتی می تواند در دمای زیر 400 درجه سانتیگراد استفاده شود. سیلیس از سنسور اثر پیزوالکتریک دارای هدایت حرارتی کم و خواص مکانیکی خوبی است. بنابراین، به عنوان ماده لایه مقاومت حرارتی اکثر فلومترهای حرارتی فیلم نازک با دمای بالا، این فلومتر حرارتی را می توان در دمای 900 درجه سانتی گراد استفاده کرد. فلومترهای فیلم نازک با دمای بالا می توانند از مواد سرامیکی پیش ساز به عنوان لایه های RTD و مقاومت حرارتی استفاده کنند. سرامیک های پیزو پیش ساز دارای دبی سنج حرارتی با دمای بالا برای محیط موتور هوا هستند که با SiN 250 میکرومتر در لایه مانع حرارتی میانی ساخته شده است. فلومتر حرارتی را می توان در دماهای حدود 1400 درجه سانتی گراد استفاده کرد.

سنسورهای لایه نازک یکپارچه چند منظوره با کرنش لایه نازک با دمای بالا ادغام می شوند مبدل لوله پیزوالکتریک ، دماسنج و جریان سنج حرارتی. چالش برانگیز است زیرا سه حسگر دارای اصول سنجش متفاوت، ساختارهای مختلف و اندازه های متفاوت هستند. یک سنسور لایه نازک یکپارچه چند منظوره برای اندازه گیری کرنش، دما و جریان گرما به طور همزمان طراحی شده است، جایی که گیج کرنش پلاتین Pt-13Rh/Pt را اندازه گیری می کند. ترموکوپل دما را اندازه گیری می کند، 2 لایه با ضخامت های مختلف از لایه مقاومت حرارتی آلومینا و 40 جفت فلومتر حرارتی نوع ترموپل پلاتین A از یک ترموکوپل -13Rh/Pt تشکیل شده است که شار گرما را اندازه گیری می کند. به منظور شکستن دمای کاری مواد آلیاژی، ناسا بیشتر یک حسگر لایه نازک یکپارچه چند منظوره برای مواد سرامیکی پیزو TaN توسعه داده است.

این سنسور صفحه پیزوالکتریک از فرآیند بلند کردن برای الگوبرداری ضریب کرنش 3.9، TCR 93- × 10-6 ℃ -1، مقاومت 259 μΩcm، حساسیت کرنش ظاهری 24- × 10-6 ℃ -1 استفاده می کند. TCR مواد و آلیاژهای پیزو سرامیک منفی است، ناسا حسگرهای لایه نازک چند منظوره با دمای بالا را برای سرامیک های پیزو توسعه داده است. اینها مبدل حلقه های پیزوالکتریک شامل کرنش سنج های لایه نازک با دمای بالا، ترموکوپل های لایه نازک با دمای بالا و فلومترهای حرارتی لایه نازک با دمای بالا می باشد. TCR Pd-13Cr مثبت است. این دو با هم یک لایه عملکردی را تشکیل می دهند که باعث می شود TCR مثبت و منفی یک قسمت جبران شود. مواد پیزوالکتریک مبدل لوله پیزو r TCR کلی را کاهش می دهد و در نتیجه حساسیت را افزایش می دهد. سنسور لایه نازک چند منظوره دارای مشکلات پوسته شدن و انتشار، مشکلات سازگاری فرآیند لایه برداری و مشکلات انبساط در دمای بالا است.