[实用新型]无源无线声表面波高温热流传感器

说明书

本实用新型无源无线声表面波高温热流传感器，包括：采集机构，所述采集机构包括钇钡铜氧热电单元；转换机构，所述转换机构包括压电单元及延迟线单元；所述转换机构与所述采集机构电连接；输出件，所述输出件连接在在所述转换机上。相较于现有技术，本实用新型具有响应速度快，最高可达ms级，灵敏度高，热流灵敏度优于0.1W/m²，无源无线，免维护等特点。

技术领域

本实用新型涉及一种基于钇钡铜氧(YBCO)热电堆的无源无线声表面波(SAW) 高温热流传感器，尤其是涉及高温无源无线传感领域。

背景技术

现有常用的热流传感器有线绕式、热阻式、热容式、圆箔式热流传感器等，但是大部分耐热温度低，精度差，需要有线测量，无法实现1000℃高温环境下无源无线测量热流。声表面波传感器具有无源无线测量的特点，其体积小、结构简单、响应速度ms级，工作温度范围广，可以工作在1000℃高温恶劣环境中。在与本实用新型相关的声表面波高温无源无线传感研究方面，

现有技术，中国发明专利《耐高温热流传感器》(申请号：201811278364.0) 公开了热感片嵌固在热沉体上端，引线连接热感片下端面，通过转接引出，穿过嵌套在热沉体中间瓷管，与设置在热沉体下方接线柱转接，从固定夹引出，热沉体通过旋入热沉体下方接线螺柱引出引线，从固定夹引出，固定夹引出的两个引线作为热电偶两极，热沉体上侧面与传感器壳体之间设置有上垫片，热沉体下端面与固定夹之间设置有下垫片；热沉体侧面均布有散热翅片，传感器壳体为笼式外壳，侧面设置有散热槽，热沉体与传感器壳体之间绝缘。本实用新型用于测量推进器喷射火焰瞬间热流密度。

现有文献^[1](P.Nicolay,R.Matloub,J.Bardong,et al.A concept of wirelessand passive very-high temperature sensor[J].Applied Physics Letters,2017, 110(18):184104.)提出了一种基于热电偶的声表面波延迟线高温传感器，以铌酸锂为基底，在声表面波叉指换能器和反射栅中间的声表面波传播路线上，放置金属电极和PZT层，PZT层夹在两个电极之间。热电偶的冷端PZT层的两端电极相连，热电偶的热端放置在需要测量的高温环境中。此传感结构复杂，且只能产生数百微伏的热电势，传感器的灵敏度最高只有-0.2ppm/V，不足以满足实用化的需求。而且，此结构中声表面波基底需要放置在低于300℃的恒温环境中，非恒温环境会降低此传感器的精度，在实际应用中，保持基底所在环境的温度恒定十分困难，这也限制了此传感器的实用性。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种解决上述技术问题的无源无线声表面波高温热流传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型无源无线声表面波高温热流传感器，包括：采集机构，所述采集机构包括钇钡铜氧热电单元；转换机构，所述转换机构包括压电单元及延迟线单元；所述转换机构与所述采集机构电连接；输出件，所述输出件连接在所述转换机上。

优选地，所述转换机构包括：耐高温基底，所述压电单元、所述延迟线单元分别设置在所述耐高温基底上；其中所述钇钡铜氧热电单元与所述压电单元电连接。

优选地，所述延迟线单元包括：叉指换能器及反射栅，所述叉指换能器及所述反射栅分别设置在所述耐高温基底上；其中所述反射栅的数量为两根，所述压电单元位于两根所述反射栅之间。

优选地，所述压电单元包括：耐高温压电薄膜；耐高温电极片，两片所述耐高温电极片分别设置在所述耐高温压电薄膜的顶部和底部，底部的所述耐高温电极片设置在所述耐高温基底上；其中所述钇钡铜氧热电单元与两片所述耐高温电极片电连接。

优选地，所述采集机构包括所述钇钡铜氧热电单元以及设置在所述钇钡铜氧热电单元顶部的热流导热片。