用于瞬态热流测量的薄膜热电偶的研制与应用

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薄膜热电偶的发展及其应用

薄膜热电偶的发展及其应用
叶方伟
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】1995(009)005
【摘要】重点介绍了采用阴极溅射法制取的铂－铂铑１０薄膜热电偶的最新高湿应用，包括制造工艺、高温绝缘以及试验和应用结果。

同时还讨论了目前正在研制过程中的薄膜透明热电偶和耐蚀薄膜热电偶的有关问题。

【总页数】5页(P28-32)
【作者】叶方伟
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TH811
【相关文献】
1.薄膜热电偶在炸药切削试验中的应用 [J], 刘维;柏平
2.国外航空发动机薄膜热电偶技术发展研究 [J], 黄春峰;蒋明夫;毛茂华
3.溅射薄膜热电偶在非金属结构表面瞬态温度测量中的应用研究 [J], 郝庆瑞;姜亚军
4.贵金属铠装热电偶的发展及应用 [J], 张健康;刘毅;李伟;虞坤;许昆;罗锡明
5.热电偶传感器的原理与发展应用 [J], 张晓霞;
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溅射薄膜热电偶在非金属结构表面瞬态温度测量中的应用研究

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实的反映非金属表面温度。因此，薄膜成型技术将引入高温测量中，为将溅射等表面薄膜成型技术应用于薄膜热流计和高温应变计的制作，打下了基础。
２国内目前常用的方法
国内在结构热强度试验中，对金属结构一般是
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接在金属片上，再将金属片粘贴在非金属表面的方法进行温度测量 … 。因金属片与非金属结构的热
４２试验装置示意图．
胀系数不一致，高温、温升率情况下，在高胶层中会产生比较大的热应力，生局部开胶甚至脱落，发使测
中图分类号：ｔ／５ＴＦ６
文献标识码：Ａ
溅射薄膜热电偶在非金属结构表面瞬态温度测量中的应用研究
郝庆瑞姜亚军
（中国飞机强度研究所，西安７０６）１０５摘要介绍利用薄膜成型技术，ｊ ’ 在非金属试验件表面用真空离子溅射技术制作薄膜热电偶，进行表面
ＫｅｒＳｎｔｒｎｅｈｍｌｇＴｈｎｆｌｙｗｏｄｓｐｔｉｇ：ｃｒｏｙｅｉｍＴｅｅａｕｅｍｅｓｒｍｅｔＴｅｍｏｏｐｅｉｍｐｒｔｒａｕｅｎｈｒｃｕｌ

薄膜热电偶

薄膜热电偶薄膜热电偶是一种多种应用的测温仪，它可以以简单的方式测量高温和低温的温度。

它有一个膜片状恒温器，它可以测量和控制物体的温度，使用者可以得到准确的温度数据。

薄膜热电偶是一种极其灵活的可编程温度测量和控制器，它能够将多种材料组合到一起，以实现更高的测温灵敏度和准确性。

薄膜热电偶的原理是将一层薄膜金属片作为测温器的两个端，当物体的温度发生变化时，薄膜金属片的温度也随之发生变化，随后利用热电偶的原理将这种变化的温度转换成可以测量或控制的信号，也就是所谓的温度电流信号，最后再将这种电流信号转换成对应的温度数值。

薄膜热电偶由多种材料组成，其中薄膜热电偶的基本结构包括三个主要部分：一个薄膜器件用于测量温度，一个支架以及它的电极。

薄膜器件由特殊的热敏膜片组成，它能够将温度变化转换成电子信号，并将支架与电极连接。

薄膜热电偶是一种较为灵活的可编程温度测量和控制器，因此，它可以将若干种材料组合在一起，以获得更高的测温灵敏度和准确性。

薄膜热电偶拥有诸多特点，其中最为突出的包括体积小、重量轻、反应速度快、测温精度高、温度量程宽等。

此外，它可以简单的安装，只需将其安装在物体的表面，即可实现温度测量功能，且不受外界环境的影响，可以在低温也能实现好的测温功能。

薄膜热电偶广泛应用于工业、汽车、航空等多个领域，用于测量或控制物体的温度。

例如，它可以用于控制发动机的运转温度，它还可以用于检测空调或暖气的运行温度，以使人们获得舒适的温度，以及测量电子设备的工作环境温度，等等。

除了上述应用之外，薄膜热电偶还可以用于探测或监测火灾的温度，以及其他高温环境的测量。

它们是一种很好的物理探测器，能够获得准确的温度数据，从而实现对环境温度及其变化的准确测量。

总而言之，薄膜热电偶是一种多种应用的高灵敏度温度测量仪，它可以简单的安装，可以用于检测低温环境，反应速度快，测温精度高，温度量程宽等特点，使用它可以快速准确的得到物体的温度数据，被广泛用于工业、汽车、航空等多种领域，可以很好的改善工作环境、提高生产效率，保障人们的舒适度。

薄膜热电偶

薄膜热电偶薄膜热电偶是一种使用半导体材料制成的新型传感器，它可以用来测量温度，并将温度变化转换为电信号，从而实现温度的控制和仪表显示。

它是目前温度测量技术中最精确、最稳定、最小尺寸的传感器，是温度测量技术发展的重要分支。

薄膜热电偶由形式多样的半导体材料制成，如硅、硅铝、锗、锑等等。

由于其材料的不同，可以制备出不同的热电偶，并具有不同的温度范围、测量精度和使用寿命。

例如，锗热电偶的工作温度可以达到2000摄氏度，硅热电偶及其制品的工作温度可达到650摄氏度，而硅铝热电偶的工作温度可以达到500摄氏度。

薄膜热电偶的使用寿命可以达到数十年。

因此，薄膜热电偶与目前常用的铂电阻热电偶相比具有可靠性更高、质量更好、精度更高等优势，是温度测量中的最佳选择。

薄膜热电偶的检测原理是基于物质的热电效应，即当热能被传入物体时，内部电子状态会发生变化，从而表现为电流、电压或电阻的变化。

薄膜热电偶使用特殊材料制成，可以将温度变化转换成电信号，从而实现温度的控制和仪表显示。

由于薄膜热电偶体积小，可以用于空调、冰箱、洗衣机等家电产品，以及大型机器设备中。

它可以用来测量环境温度，进行温度控制，精确检测机器设备的工作温度，并防止超温。

除了用于家用电器和工业机器设备外，薄膜热电偶还可以用于测量动物体温以及在药物开发中估算温度危险性。

在医学研究中，它还可以用于监测人体器官温度，如婴儿温度、血管温度等，从而为医疗和疗效服务。

虽然薄膜热电偶使用技术发展已经比较成熟，但目前还存在一些不足，如温度测量精度不高、信号传递速度不快、材料制造成本较高等问题。

研究发现，金属材料的抗压强度较低，在使用时容易变形，也会影响测量精度。

为了提高薄膜热电偶的性能，还需进一步研究。

总而言之，薄膜热电偶正越来越受到人们的重视，成为家用电器和工业机器设备温度测量的最佳选择。

它的优势在于体积小、使用寿命长、温度范围宽，可靠性高、精度高等，可以很好的满足温度测量的要求。

薄膜热电偶温度传感器研究进展

1967 年，美国肯尼科特公司的 Ledgemont［19］实验室就开始对薄膜热电偶的尺寸效应进行研究，他们通过对不同膜厚的 Cu / CuNi 薄膜热电偶的赛贝克系数进行对比，发现当薄膜热电极的厚度小于 120 μm 时，其热电动势系数急剧减小，电阻率急剧增大。反之，不仅其热电动势系数与普通体快型热电偶相当，而且热电动势响应时间也会大大减小，小于 1 μs。这表明要研究薄膜热电偶的热电动势系数和响应时间，首先需要确定薄膜的临界厚度。 2． 2 扩散现象对薄膜热电偶性能的影响
性能角度出发对薄膜热电偶展开研究，并取得了一定的研究成果，这些都推动了其进一步发展。在此基础上，本文综述了薄膜热电偶温度传感器的国内外的发展现状，着重介绍了其发展的关键技术问题，以及对其未来发展的展望。 1 国内外发展现状 1． 1 国外发展现状
薄膜热电偶温度传感器的概念最早是由德国人 Hackemann P［2］提出的，他将其成功用于测量枪膛在子弹射出后膛壁的温度变化，此时薄膜厚度达到了 2 μm。随后，美国人 Bendersky D［3］在 Hackemann P 的基础上研制出了热结点厚度为 1μm 的薄膜热电偶，从而进一步减小了测温响应时间。在 20 世纪 60 年代，为了测定内燃机壁面的瞬变温度，日本人小栗达、原正键等人发明出了夹板式薄膜热电偶温度传感器，而与此同时，英国人 Marshall［4］则提出将热电极以薄膜的形式直接沉积在被测表面的方法，这两种方法都比较好地解决了这一问题。美国通用电气公司［5］采用
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檸檸檸檸檸殠综述与评论
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薄膜热电偶温度传感器研究进展*

薄膜热电偶

薄膜热电偶薄膜热电偶是一种基于半导体材料的新型热电传感器，它能够将温度变化转化为可测量的电信号，以用于温度测量和控制。

随着结构变得越来越小型、节能、灵敏度和精度不断提高，薄膜热电偶已成为传感器技术发展的主要方向。

一般来说，薄膜热电偶是一种半导体热电传感器，由两个电阻元件组成，彼此紧密接触，用温度受体物质绝缘，构成一个ＲＴ单元。

它的主要原理是：当温度发生变化时，温度受体物质电导率发生变化，从而改变其表面电势，使两个电阻元件产生“ＲＴ单元”（电阻-温度单元），从而产生电信号，以便检测温度变化。

薄膜热电偶具有结构小巧、自身不受温度影响、灵敏度高、精度高、稳定可靠、不易受外界电磁噪声影响、操作简单、传输距离远等特点，具有广泛的应用前景。

在现代工业中，薄膜热电偶已成为测量温度的重要传感器之一，并可大范围地用于温度的测量和控制，例如热表、熔炼温度计、工业用温度控制器、实验室温度控制器、炉内温度检测器等，从而满足不同环境中对温度控制的需要。

薄膜热电偶也可用于实时检测复杂工作环境中的温度，如冶金、建筑、原子能、电子、军工等行业中的温度检测，以及农业、水利等行业的水温检测等，其准确性可以满足大多数应用要求。

此外，由于薄膜热电偶的结构小巧，它也可用于小型空调、电脑的硬盘温度控制、冰箱的温度控制和无线通讯设备等系统中，以保持稳定的温度，确保设备能正常工作。

薄膜热电偶虽然具有优越性能，但其开发和制造出系统产品并不容易。

首先，需要一种专业的半导体材料来构建热电器，这种材料的性能会直接影响薄膜热电偶的灵敏度、精度和性能特性。

其次，根据各种温度测量应用的要求，不同型号的热电偶，应用不同类型、不同灵敏度的电阻元件，这需要精心设计，使设备具备各种可靠性、精度和灵敏度。

总之，薄膜热电偶是一种技术领先、功能强大、易于使用的温度传感器，它能够准确、快速地检测温度变化，可在各种行业应用范围内进行测量和控制，为工业和科技的发展提供极大的便利，也是工业温度测量和控制的重要手段之一。

薄膜热电偶

薄膜热电偶薄膜热电偶是一种常用于测量温度的传感器，其工作原理是利用热电效应测量被测物体的温度。

薄膜热电偶由两种不同材料的金属薄膜组成，当两种金属薄膜接触处的温度发生变化时，会产生热电流，通过测量热电流的大小可以得到被测物体的温度。

薄膜热电偶与传统的热电偶相比具有以下几个优点。

首先，薄膜热电偶可以实现小尺寸和高灵敏度，能够测量微小温度变化。

其次，薄膜热电偶具有快速响应的特点，可以迅速反映温度的变化。

此外，薄膜热电偶还具有较低的成本和较长的使用寿命。

在使用薄膜热电偶进行温度测量时，需要注意以下几点。

首先，准确搭接两种金属薄膜的接触面，确保其完全接触。

其次，保持薄膜热电偶与被测物体的接触良好，以提高测量的准确性。

此外，还需要根据实际需求选择合适的金属薄膜材料，并保持薄膜热电偶处于恒定的工作环境，避免外界因素对温度测量的影响。

除了薄膜热电偶的工作原理和使用注意事项，以下是一些相关文章和参考资料，可以对薄膜热电偶进行更深入的了解和研究。

1. "A flexible and highly sensitive thin-film temperature sensor based on a bimetallic Au–Ni alloy" - 介绍了一种基于金属薄膜的高灵敏度温度传感器的设计和制备方法，并对其性能进行了详细的分析和实验验证。

该文章可以了解到不同金属薄膜的选择和处理对传感器性能的影响。

2. "Fabrication and characterization of a thin-film thermocouple based on Au and Ni films" - 介绍了一种基于金属薄膜的热电偶传感器的制备方法和性能测试结果。

通过该文章可以了解到薄膜热电偶的制备工艺和实验测试方法。

3. "Design and fabrication of a thin-film IKRAM temperature sensor" - 介绍了一种基于薄膜的温度传感器的设计和制备方法。

薄膜型热电偶

薄膜型热电偶薄膜型热电偶是一种常用于测量温度的传感器，它由两种不同材料的薄膜构成。

本文将介绍薄膜型热电偶的原理、特点和应用。

一、原理薄膜型热电偶的原理基于热电效应，即当两种不同材料的接合处存在温度差时，会产生电势差。

该电势差的大小与温度差成正比，可以通过测量电势差来间接测量温度。

薄膜型热电偶由两种不同材料的薄膜组成，通常是将两种材料分别沉积在柔性基底上。

当薄膜型热电偶暴露在温度变化的环境中时，两种材料的温度会有所不同，从而产生电势差。

二、特点1. 薄膜型热电偶具有较高的灵敏度和快速响应速度，能够在短时间内准确测量温度的变化。

2. 由于采用了柔性基底，薄膜型热电偶具有良好的柔性和可塑性，可以适应各种复杂的测温环境。

3. 薄膜型热电偶具有较小的尺寸和质量，便于安装和携带，适用于各种需要小型化和便携化的应用场景。

4. 薄膜型热电偶具有较高的稳定性和可靠性，能够长时间稳定地工作，不易受到外界干扰。

三、应用薄膜型热电偶在许多领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：1. 工业自动化薄膜型热电偶可以用于工业自动化系统中的温度测量和控制。

例如，在石油化工行业中，可以使用薄膜型热电偶来测量管道中的温度，以确保生产过程的安全和稳定。

2. 家电电子薄膜型热电偶可以用于家电电子设备中的温度监测和控制。

例如，电热水壶中常常使用薄膜型热电偶来测量水温，以实现自动加热和保温。

3. 医疗健康薄膜型热电偶可以用于医疗健康领域中的体温测量。

例如，可将薄膜型热电偶应用于体温计中，实现快速、准确地测量人体温度。

4. 环境监测薄膜型热电偶可以用于环境监测领域中的温度控制和数据采集。

例如，在气象站中，可以使用薄膜型热电偶来测量空气温度，从而预测天气变化。

总结：薄膜型热电偶是一种常用的温度传感器，具有灵敏度高、快速响应、柔性可塑等特点。

它在工业自动化、家电电子、医疗健康和环境监测等领域有广泛的应用。

未来随着技术的不断发展，薄膜型热电偶将会在更多领域展现其优势和潜力。