Korkean lämpötilan ohutkalvolämpövirtausmittarin anturi

Korkean lämpötilan ohutkalvovirtausmittarit koostuvat yleensä lämpövastuskerroksesta ja ohutkalvolämpömittarikerroksesta. Lämpövastuskerros Piezos-levymuunnin käyttää yleensä PZT-materiaalia, jolla on pieni lämmönjohtavuus, jotta molemmilla puolilla olevat lämpömittarit voivat saada suuren lämpötilaeron, jolloin saadaan vahvempi signaali ja suurempi herkkyys. Ohutkalvolämpömittarikerros on tyypillisesti ohutkalvotermopari tai vastuslämpötila-anturi. Polyimidillä on korkea lämmönkestävyys ja hyvät mekaaniset ominaisuudet. Ohutkalvolämpövirtausmittaria voidaan käyttää lämpövastuskerroksena alle 400°C:ssa. piidioksidi Pietsosähköisellä efektianturilla on alhainen lämmönjohtavuus ja hyvät mekaaniset ominaisuudet. Siksi tätä lämpövirtausmittaria voidaan käyttää useimpien korkean lämpötilan ohutkalvolämpövirtausmittareiden lämpövastuskerroksen materiaalina 900 °C:n lämpötilassa. Korkean lämpötilan ohutkalvovirtausmittarit voivat käyttää esiastekeraamisia materiaaleja RTD- ja lämpövastuskerroksina. Esiaste pietsokeramiikassa on korkean lämpötilan lämpövirtausmittari lentokoneen moottoriympäristöön, joka valmistettiin SiN:llä 250 μm keskimmäisessä lämpösulkukerroksessa. Lämpövirtausmittaria voidaan käyttää noin 1 400 °C lämpötiloissa.

Monitoimiset integroidut ohutkalvoanturit on integroitu korkean lämpötilan ohutkalvojännitykseen pietsosähköinen putkianturi , lämpömittarit ja lämpövirtausmittarit. Se on haastavaa, koska kolmella anturilla on erilaiset tunnistusperiaatteet, erilaiset rakenteet ja eri kokoiset. Monitoiminen integroitu ohutkalvoanturi on suunniteltu mittaamaan samanaikaisesti jännitystä, lämpötilaa ja lämpövirtausta, jossa Pt-venymämittari mittaa Pt-13Rh/Pt. termopari mittaa lämpötilaa, 2 kerrosta eripaksuista alumiinioksidin lämpövastuskerrosta ja 40 paria Pt. Termopaalityyppinen lämpövirtausmittari koostuu -13Rh/Pt termoparista.joka mittaa lämpövirtaa. Seosmateriaalien käyttölämpötilan rikkomiseksi NASA on edelleen kehittänyt monitoimisen integroidun ohutkalvoanturin TaN-pietsokeraamisille materiaaleille.

The pietsosähköinen levyanturi käyttää nostoprosessia kuvioimaan jännitystekijän 3,9, TCR:n -93 × 10-6 ℃ -1, resistiivisyyden 259 μΩcm ja näennäisen jännitysherkkyyden -24 × 10-6 ℃ -1. Pietsokeraamisten materiaalien ja metalliseosten TCR on negatiivinen, NASA on kehittänyt monitoimisia korkean lämpötilan ohutkalvoantureita pietsokeramiikkaa varten. Nämä Pietsosähköiset rengasmuuntimet sisältävät korkean lämpötilan ohutkalvovenymämittarit, korkean lämpötilan ohutkalvotermoparit ja korkean lämpötilan ohutkalvolämpövirtausmittarit. Pd-13Cr:n TCR on positiivinen. Nämä kaksi yhdessä muodostavat toiminnallisen kerroksen, joka tekee TCR:stä positiivisen ja negatiivisen offset-osan, pietsosähköiset materiaalit pietsosähköiset materiaalit pietsosähköiset materiaalit pienentävät TCR:ää ja lisäävät siten herkkyyttä. Monitoimisessa ohutkalvosensorissa on halkeilu- ja diffuusioongelmia, kuorintaprosessin yhteensopivuusongelmia ja korkean lämpötilan laajenemisongelmia.