[实用新型]一种用于激波风洞热环境试验的高分辨率薄膜热流计

说明书

本实用新型涉及一种用于激波风洞热环境试验的高分辨率薄膜热流计，包括镍电阻薄膜、特型基底、银浆填充引线和导线，特型基底为圆形截面陶瓷柱，在烧制过程中其上预留两个小孔；镍电阻薄膜为一字形膜；银浆填充引线为填充进预留小孔的银浆浆料烧结后的引线；镍电阻薄膜两端分别覆盖填充在小孔上的银浆烧结面上，将两条银浆填充引线连接起来，形成通路；圆柱陶瓷柱端面上的两条银浆填充引线各自的另一端分别引出导线，导线与银浆填充引线焊接，从而组成串联电路，形成一个完整的热敏元件。本实用新型可以作为一种高分辨的热流传感器，应用于脉冲风洞热环境试验中，具有分辨率高，测量结果稳定的特点。

技术领域

本实用新型涉及一种激波风洞试验模型表面热流测量元件，特别涉及一种用于激波风洞热环境试验的高分辨率薄膜热流计。

背景技术

随着激波风洞热环境测量技术的发展和航天飞行器外形的优化，热防护技术发展迅速，尤其是对于特殊区域的热环境预测精度越来越高。对传统的金属薄膜热流计而言，单位温度所引起的金属薄膜阻值变化太小，对于飞行器迎风面，缝隙和肩部测量效果较好，但是对于温度变化不大的区域，传统铂金属效果不好，背风面区域测量结果往往是10kw/m²范围波动，分辨率不高。造成飞行器设计偏保守，且设计余量过大造成飞行器总体性能下降，满足不了设计指标。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种用于激波风洞热环境试验的高分辨率薄膜热流计，通过提高银浆的附着力、改变热敏金属膜的材料，实现灵敏度的提高，在飞行器风洞试验的低热流区精确测量当地的热环境，为高超声速飞行器热环境预测提供准确、有效的热流数据。

本实用新型解决技术的方案是：

一种用于激波风洞热环境试验的高分辨率薄膜热流计，包括镍电阻薄膜、特型基底、银浆填充引线和导线，

特型基底为圆形截面陶瓷柱，在烧制过程中其上预留两个小孔；

镍电阻薄膜为一字形膜；

银浆填充引线为填充进预留小孔的银浆浆料烧结后的引线；

镍电阻薄膜两端分别覆盖填充在小孔上的银浆烧结面上，将两条银浆填充引线连接起来，形成通路；

圆柱陶瓷柱端面上的两条银浆填充引线各自的另一端分别引出导线，导线与银浆填充引线焊接，从而组成串联电路，形成一个完整的热敏元件。

进一步的，镍电阻薄膜为溅射的镍金属材料。

进一步的，特型基底材料为石英或耐热玻璃。

进一步的，镍电阻薄膜的电阻值为50±5欧姆。

进一步的，镍电阻薄膜标定完成后电阻温度系数在4.0-5.0×10^-3/℃之间。

进一步的，特型基底为不规则圆形，不规则部分被银浆填充，形成完整的圆形截面。

进一步的，特型基底直径为2mm±0.05mm。

进一步的，两个小孔的孔径为0.1-0.3mm。

进一步的，镍电阻薄膜厚度不大于100μm。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

(1)本实用新型设计采用内埋式的引线设计，利用异性基底的两个小孔作为内埋通道，与传统圆柱体外刷银浆后固结的工艺相比，提高了银浆填充引线电阻的一致性，另外，在传感器安装过程中，不需要传感器圆柱面再进行绝缘处理；

(2)本实用新型选用的热敏金属为镍，与传统的金属铂相比，镍的电阻温度系数更高，能够对低热流进行响应；