[发明专利]一种二维热温差型风速传感器及其环境自补偿方法

权利要求书

1.一种二维热温差型风速传感器，其特征在于，所述风速传感器包括衬底(1)、加热电极(2)、四个温度探测电极(3)、四个热隔离槽(4)和两个环境温度自补偿电极(5)；

衬底(1)为八边形且采用低热导率材料制成，在衬底(1)的顶面上铺设有导热介质层(6)，加热电极(2)、四个温度探测电极(3)和两个环境温度自补偿电极(5)均设置在导热介质层(6)上；

加热电极(2)包括加热电极本体(2-1)和两个引出电极(2-2)，加热电极本体(2-1)为方形盘绕螺旋结构，设置在导热介质层(6)的中心位置，两个引出电极(2-2)分别从加热电极本体(2-1)的第一外接端和第二外接端引出并延伸至导热介质层(6)的边缘；

每个温度探测电极(3)均包括温度探测电极本体(3-1)和两个引出电极(3-2)，温度探测电极本体(3-1)包括两个蛇形绕制结构，两个蛇形绕制结构呈轴对称布置成扇形结构，两个蛇形绕制结构的第一外接端互连，两个引出电极(3-2)分别从两个蛇形绕制结构的第二外接端引出并延伸至导热介质层(6)的边缘；

对于四个温度探测电极(3)，四个温度探测电极本体(3-1)的小端分别与加热电极本体(2-1)的四条边相对设置，四个热隔离槽(4)分别设置在四个温度探测电极本体(3-1)与加热电极本体(2-1)之间，每个热隔离槽(4)的槽口均位于导热介质层(6)的顶面上，槽底均位于衬底(1)内；

每个环境温度自补偿电极(5)均包括环境温度自补偿电极本体(5-1)和两个引出电极(5-2)，两个引出电极(5-2)经环境温度自补偿电极本体(5-1)的第一外接端和第二外接端引出并延伸至导热介质层(6)的边缘；

对于两个环境温度自补偿电极(5)，两个环境温度自补偿电极本体(5-1)分别位于导热介质层(6)的相对的两个边缘处。

2.如权利要求1所述的二维热温差型风速传感器，其特征在于，导热介质层(6)的八条边包括四条长边和四条短边，短边与长边交替布置且合围成八边形；

每个引出电极的远离对应电极本体的一端为其外接端；

加热电极的两个引出电极(2-1)的外接端分别贴近导热介质层(6)的相对的两条长边，两个环境温度自补偿电极本体(5-1)分别贴近导热介质层(6)的另两条长边，每个环境温度自补偿电极本体(5-1)对应的两个引出电极(5-2)分别位于该环境温度自补偿电极本体(5-1)的两侧，并均与该环境温度自补偿电极本体(5-1)所在侧的长边平行；

每个温度探测电极(3)的两个引出电极(3-2)的外接端均位于对应温度探测电极本体(3-1)的同一侧，四个温度探测电极(3)的引出电极(3-2)的外接端分别贴近导热介质层(6)的四条短边。

3.如权利要求2所述的二维热温差型风速传感器，其特征在于，衬底(1)采用氧化铝陶瓷制成，导热介质层(6)采用氮化铝薄膜实现，加热电极(2)、四个温度探测电极(3)和两个环境温度自补偿电极(5)均为金属薄膜电极。

4.如权利要求3所述的二维热温差型风速传感器，其特征在于，加热电极(2)、四个温度探测电极(3)和两个环境温度自补偿电极(5)均为铂膜。

5.如权利要求4所述的二维热温差型风速传感器，其特征在于，加热电极(2)的每个引出电极(2-2)的宽度自加热电极本体(2-1)至导热介质层(6)边缘方向均匀增大。

6.如权利要求5所述的二维热温差型风速传感器，其特征在于，每个引出电极的外接端均为通孔焊盘(7)，通孔焊盘(7)的通孔为圆孔，该通孔还依次贯穿导热介质层(6)和衬底(1)。

7.如权利要求6所述的二维热温差型风速传感器，其特征在于，引线的一端自衬底(1)的底侧、经通孔焊盘(7)的通孔引出，并采用铂浆烧结焊接的方式与通孔焊盘(7)固连；焊后，固化的铂浆覆盖通孔焊盘(7)。