Високотемпературний тонкоплівковий тепловий витратомірний датчик

Високотемпературні тонкоплівкові витратоміри зазвичай складаються з термостійкого шару та тонкоплівкового термометричного шару. Термічний опір шару Перетворювач з п’єзодисками зазвичай використовує матеріал PZT з невеликою теплопровідністю, щоб термометри з обох сторін могли отримати велику різницю температур, отримуючи таким чином сильніший сигнал і вищу чутливість. Шар тонкоплівкового термометра зазвичай являє собою тонкоплівкову термопару або резистивний перетворювач температури. Поліімід має високу термостійкість і хороші механічні властивості. Тонкоплівковий тепловий витратомір як шар термічного опору можна використовувати при температурах нижче 400°C. Кремнезем П'єзоелектричний датчик має низьку теплопровідність і хороші механічні властивості. Таким чином, як матеріал термостійкого шару більшості високотемпературних тонкоплівкових теплових витратомірів, цей тепловий витратомір можна використовувати при температурі 900 °C. Високотемпературні тонкоплівкові витратоміри можуть використовувати вихідні керамічні матеріали як RTD і термостійкі шари. Попередня п’єзокераміка має високотемпературний термічний витратомір для середовища авіаційного двигуна, виготовлений із SiN 250 мкм у середньому тепловому бар’єрному шарі. Термічний витратомір можна використовувати при температурах близько 1400 °C.

Багатофункціональні вбудовані тонкоплівкові датчики інтегровані з високотемпературною тонкоплівковою деформацією п'єзоелектричний перетворювач , термометри та теплові витратоміри. Це складно, тому що три датчики мають різні принципи сприйняття, різні структури та різні розміри. Багатофункціональний інтегрований тонкоплівковий датчик був розроблений для одночасного вимірювання деформації, температури та теплового потоку, де Pt-тензодатчик вимірює Pt-13Rh/Pt. Термопара вимірює температуру, 2 шари різної товщини шару термічного опору оксиду алюмінію та 40 пар платини. Тепловий витратомір типу термобатареї складається з термопари -13Rh/Pt, яка вимірює тепловий потік. Щоб знизити робочу температуру сплавів, NASA розробило багатофункціональний вбудований тонкоплівковий датчик для п’єзокерамічних матеріалів TaN.

The П'єзоелектричний пластинчастий датчик використовує процес відриву для формування візерунка з коефіцієнтом деформації 3,9, TCR -93 × 10-6 ℃ -1, питомим опором 259 мкОм см, уявною чутливістю до деформації -24 × 10-6 ℃ -1. TCR п'єзокерамічних матеріалів і сплавів негативний, NASA розробило багатофункціональні високотемпературні тонкоплівкові датчики для п'єзокераміки. Ці П'єзоелектричні кільцеві перетворювачі включають високотемпературні тонкоплівкові тензодатчики, високотемпературні тонкоплівкові термопари та високотемпературні тонкоплівкові теплові витратоміри. TCR Pd-13Cr позитивний. Обидва вони разом утворюють функціональний рівень, який робить TCR позитивним і негативним зміщенням частиною, П’єзоелектричні матеріали П’єзотрубка перетворювача r зменшує загальний TCR, тим самим підвищуючи чутливість. Багатофункціональний датчик тонкої плівки має проблеми розколювання та дифузії, проблеми сумісності процесу відшаровування та проблеми розширення при високій температурі.