[发明专利]一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于薄膜铂电阻热流传感器领域，特别涉及一种具有柔性基底的 薄膜铂电阻热流传感器及其制作方法。

背景技术

基于薄膜电阻热流传感器的测量技术作为激波风洞中气动热环境测量的 一种重要方法，几十年来不断发展和创新。一方面，为了单位面积得到更多 数据，集成化成为传感器技术发展的趋势。另一方面，对于复杂模型，为了 实现在特殊区域的热流测量，在基底材料的选择上也更加多样化，如出现了 陶瓷、石英、塑料等。但是，随着模型外形的复杂化。这种传统的点式传感 器已经到了极限，其与模型安装的间隙成为重要误差源，例如对于舵轴，内 腔，凹槽和缝隙等区域，柱状传感器不仅受安装密度影响较大，而且随着安 装密度增大带来的误差累计成为高精度测量的难题。

在激波风洞试验中，薄膜铂电阻传感器是用来测量模型表面热流的重要 手段。一般单点式玻璃基底传感器主要用在模型大面积区域，单点式玻璃基 底传感器对平面区域和非复杂面的测量比较准确。但是对于测量模型的舵轴， 内腔，凹槽和缝隙等区域时，单点式玻璃基底传感器受到自身基底材料不能 弯折和尺寸的限制，不能测量更进一步的位置，因此不能满足测量的需求。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少后面将说明 的优点。

本发明还有一个目的是提供一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器 制作方法，在柔性基地上制作薄膜铂电阻热流传感器，提供一种适用于复杂 模型的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法。

本发明的另一个目的是提供一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器， 本发明的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器可用于对复杂模型表面热流 测量，利用柔性基板可将传感器无缝地安装在模型表面，提高测量舵轴，内 腔，凹槽和缝隙等区域热流的准确性。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种具有柔性基底 的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法，该方法至少包括：

步骤一、在柔性基底上预埋多对引线；

步骤二、利用镀膜设备在每对所述引线的连接端镀上一薄膜铂电阻，使 得每对所述引线与一所述薄膜铂电阻连通。本发明利用光刻技术和封装技术 在以聚酰亚胺材料制成的柔性基底材料上内埋多对引线，且没跟引线两端头 裸露，利用镀膜设备通过离子束溅射镀膜的方法将铂金属镀到柔性基底上， 且连接每对引线的相对端头上，利用薄膜铂电阻将每对引线串联。

优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法中， 还包括步骤三，在所述柔性基底上粘连一柔性基板，所述柔性基板覆盖所述 引线。在多对引线上覆盖一柔性基板，且该柔性基板不覆盖薄膜铂电阻，该 柔性基板用于防止引线散热。

优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法中， 所述步骤四、检测每个所述薄膜铂电阻的电阻值；

在常温条件下检测每个所述薄膜铂电阻的电阻值，并去除电阻值不符合 第一条件的所述薄膜铂电阻；

在200℃中对所述薄膜铂电阻热处理2h，检测热处理后的所述薄膜铂电 阻的电阻值，并去除电阻值不符合第二条件的所述薄膜铂电阻；

其中，所述第一条件为电阻值在80-100欧姆范围内；所述第二条件为电 阻值在40-60欧姆范围内。当薄膜铂电阻在常温条件下的电阻值在80-100欧 姆，并且在200℃的环境中热处理2h后电阻值为40-60欧姆的薄膜铂电阻才 能用于热流检测，才是合格薄膜铂电阻。

优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法中， 还包括步骤五，每个所述引线外接一导线。利用导线将薄膜铂电阻热流传感 器连接至待检测设备中，以检测待检测设备的热量值。

优选的是，所述的具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器的制作方法中， 包括检测每个所述薄膜铂电阻电阻温度系数，去除电阻温度系数小于2× 10-3/℃的所述薄膜铂电阻。纯铂的电阻温度系数为3.85×10^-3/℃左右，但是 镀膜后铂电阻温度将小于3.85×10^-3/℃，但是铂电阻温度将小于2×10^-3/℃时， 传感器将对传热不那么敏感，造成测量分辨率下降，测量精度降低，因此需 要去除电阻温度系数小于2×10-3/℃的所述薄膜铂电阻，以保证测量精度。

本发明还提供一种具有柔性基底的薄膜铂电阻热流传感器，包括：