一、微型瞬态薄膜热流计的研制（论文文献综述）
李璐[1]（2021）在《基于黑体辐射原理的热流传感器校准方法研究》文中指出随着航空航天领域技术的发展,国内外有关飞行器热流测量技术的研究也随之拉开序幕,并逐步成熟起来成为热工测量技术的一个重要分支,特别是该技术对于研究复杂热环境中高超声速飞行器绕流现象有着不可替代的作用。该技术所利用的热流传感器就是用于测量目标物表面的辐射热流密度,不同的环境对其有不同的要求,并且存在各种因素影响传感器的精确度,所以热流传感器的校准对于提高该技术试验中热流测量结果的准确度和可靠性、促进测量技术的标准化是非常重要的。本论文在传统黑体辐射校准技术的基础上加以改进测量方法,利用辐射角系数参数,通过对黑体辐射源温度场及电压的溯源,对校准系统进行验证,并对结果线性拟合。最后对校准系统的可行性、有效性及适用范围进行试验分析,所以对热流传感器的校准方法需要透彻全面的学习与阐述。从两种试验方法的理论部分进行详细说明,以此验证整个系统在不同温度段内的适用性与有效性,从而完成热流传感器的校准试验。整个校准试验的拟合结果及误差表明:在高温段测得的响应特性参数,随校准距离的增大,系统的灵敏度,即响应特性逐渐变小,拟合误差逐渐变大。说明该方法并不适用于高温非均匀区内的热流传感器校准试验,无法完成热流密度的测量。在中温黑体辐射源进行校准实验中,基于改进后的黑体辐射校准技术能够提高系统的响应特性,具有较高的灵敏度,从而能够完成Gardon计的校准试验,满足系统设计要求及可行性,具有较高的有效性及适用性。利用辐射角系数性质能够改进该类实际情况造成的缺陷,弥补了这种非线性结果。
费希[2]（2021）在《热流敏感薄膜材料的制备及器件研究》文中研究说明随着科学技术的不断发展,热流的测量受到了广泛重视。相比传统的热流计,基于横向塞贝克效应的原子层热电堆（ALTP）热流传感器不仅结构简单,并且在灵敏度和响应速度上有一定优势。但是目前还没有大规模的商业化应用,在于该传感器的性能还有待进一步提高并且基于当前科技发展的可集成小型化需求也急需解决,由此需在现有的技术基础上进一步研制小型化、高灵敏度系数、可用于高频响应热流测试的ALTP热流传感器。本文主要研究了YBa2Cu3O7-（?）（YBCO）和LaxCa1-xMn O3（LCMO）热电薄膜的制备工艺,设计和制作了一种放大测试信号的多线条ALTP热流传感器,并进行了测试标定,具体做了如下工作:1、研究了热流敏感薄膜的制备工艺。采用磁控溅射法制备了YBCO薄膜,所得薄膜均为c轴倾斜外延且表面平整无孔洞,经TEM测试可知薄膜的倾斜角度为12.13°。采用实验室搭建的MOCVD系统制备了LCMO薄膜,对其制备工艺进行了初步探索。2、研究了热流传感器的制作工艺。先采用金属掩模版实现了YBCO热流传感器多片同时制备,并且测试表明利用该方法制备的传感器表明具有良好的重复性和一致性。为了增大传感器的灵敏度,设计了多线条结构并采用湿法刻蚀制备了四根串联的YBCO热流传感器。此外,为了进一步集成更多热电堆线条,还重点研究了光刻图形转移技术,为制作更高性能的热流传感器奠定了基础。3、对热流敏感薄膜分别进行了电阻测试和激光感生电压（LITV）测试。导电性能测试表明YBCO薄膜在600℃以上发生显着退化,而LCMO薄膜在1100℃时仍具有良好的导电性。激光测试表明YBCO薄膜厚度和响应信号峰值的关系与LITV响应理论吻合,存在最佳膜厚。YBCO薄膜越薄,其LITV响应时间越短,100nm膜厚传感器的响应时间仅为34ns,为更高频的热流传感器设计提供了条件。所制备的LCMO薄膜在激光照射下具有明显的响应信号,响应时间为s量级。采用对比标定法对YBCO热流传感器进行了标定:单根器件的敏感元件尺寸为3mm×0.4mm,膜厚为250nm,灵敏度为82.4(1/(（2/（88）2）,响应时间小于0.2;四根器件的单线条尺寸为8mm×0.3mm,膜厚为1m,灵敏度为1107.9(1/(（2/（88）2）,可见灵敏度显着提高。
师钰璋[3]（2021）在《圆箔热流传感器动态标定技术研究》文中研究指明热流密度是指单位时间内通过某一单位面积的热量,是仅次于温度的另一重要物理量。在化学生产、建筑和航空航天等领域,都离不开温度和热流密度的测试。受高空飞行气动加热的影响,高超声速武器、飞船等飞行器表面温度高达几万℃,热流密度超过几十MW/m2。为了合理设计飞行器表面的热防护系统,需精确获取飞行器运行过程中各个阶段的热流密度值。气动加热条件下,飞行器表面热流密度上限高、作用时间短,传统热流传感器无法满足测试需求。而Gardon式、薄膜式等类型的高速辐射热流传感器可以解决上述问题,被广泛用于航空、航天领域的热流密度监测中。为了确保所设计传感器能准确测量得到飞行器表面随时间快速变化的热流密度,需在实验室中设计与飞行器运行环境关键因素相同的传感器测试环境,从而获得传感器真实动态特性。传统热风洞、激波管、黑体炉和卤素灯等热流传感器动态标定方法存在不足,研究提出了一种基于光纤输出半导体激光器的辐射热流传感器动态标定方法。系统以高功率光纤输出半导体激光器为热流源,输出的阶跃或脉冲激光信号通过微透镜光斑均匀化光学系统作用于Gardon计敏感面,利用信号调理电路和采集系统实现热流计输出信号的高速采集。在进行Gardon计理论分析的基础上,利用系统完成了GD-B4-50K、GD-B4-200K和GD-D0-5M三种型号圆箔热流计在阶跃热流信号激励下的动态标定。利用Z-t变换计算得三种型号传感器时间常数分别为0.521s、0.199s和0.052s,并与理论时间常数进行了对比分析。从材料热物性参数的角度研究分析了圆箔式热流传感器时间常数随所加载热流量值变化的现象。同时,通过分析不同脉冲宽度条件下GD-B4-200K热流传感器时间常数值,确定了传感器动态标定时激励源脉冲宽度的量值选取范围。此外,利用MATLAB系统辨识工具箱完成了GD-B4-200K热流传感器在脉冲热流激励下的动态数学模型搭建,通过二阶离散时间传递函数数学模型仿真计算得该条件下的传感器时间常数和上升时间分别为0.47s和1.08s。并对由Z-t变换、系统辨识两种方法计算的GD-B4-200K型号热流传感器时间常数结果相差较大的原因进行了分析。研究设计搭建了一种基于高功率光纤输出半导体激光器的辐射热流传感器动态标定系统,具有响应时间短（μs级）、测试精度高、动态重复性好、输出热流精确稳定可控、和可输出大热流（MW/m2级）等优点。研究提出的辐射热流传感器动态标定技术可以进一步解决军工、航空、航天等领域快响应辐射热流传感器（薄膜热流传感器）的动态特性测试难题,满足未来国家战略技术装备发展需求。
高庆华,郄殿福[4]（2020）在《热流测量技术发展综述》文中研究表明文章首先回顾、梳理了热流测量技术的发展过程,然后将热流计从工作原理上分为基于温度梯度、基于能量平衡和基于半无限大体假设3大类,重点介绍了每一类别对应的热流计结构形式、应用情况和测量范围等,并对热流计的标定方法进行简述,最后对热流测量技术的发展趋势进行展望。
薛生俊[5]（2020）在《高性能薄膜热电偶测温铣刀的研究》文中进行了进一步梳理为了解决铣削区域温度无法实时测试的技术难题,制备了集铣削和测温功能于一体的测温铣刀,针对嵌入测温铣刀的薄膜热电偶长时间高温服役后热电势不稳定的现象,对其进行了退火处理,并进行了TC4钛合金铣削测温试验。具体研究内容如下:通过ABAQUS有限元软件对钛合金的铣削温度进行仿真,得到铣削过程中铣刀-工件接触区域的温度场,铣刀温度场中后刀面刀尖处温度最高,切入工件时刀尖温度迅速上升,进入稳定铣削后温度达到平稳。制备了NiCr-NiSi薄膜热电偶,并对其进行氩气气氛退火,研究了退火对NiCr、NiSi功能薄膜和薄膜热电偶的塞贝克系数的影响。200～500℃退火提高了功能薄膜表面均匀性和导电性,其中500℃退火后的功能薄膜性能最佳,对应薄膜热电偶的塞贝克系数达到最大值40.5u V/℃。热循环试验表明,与未退火的薄膜热电偶相比,500℃退火的薄膜热电偶经过连续的热冲击和高温保持后热电势曲线仍保持稳定。搭建了由测温铣刀和无线采集系统构成的铣削温度采集系统,该系统可以实现铣削温度数据的采集、无线传输和处理功能。设计了测温铣刀专用机械掩模,在YG8硬质合金铣刀后刀面刀尖处依次沉积Si O2绝缘薄膜、NiCr、NiSi热电极功能薄膜、Si O2保护薄膜。将测温铣刀在氩气气氛中进行500℃退火,并对其进行静态标定,得到测温铣刀塞贝克系数为40.5±0.2u V/℃。设计了切削参数三因素三水平正交铣削温度测试试验,应用铣削温度采集系统获得了各参数下的瞬态铣削温度曲线,对测温结果进行极值分析和方差分析,得到切削参数对TC4铣削温度影响最显着的是铣削深度,并得到了TC4铣削温度预测公式,为铣削温度的测量及预测提供了一种可行性方案。
周晨飞[6]（2020）在《薄膜型高温热流传感器的研制》文中认为实时监测飞行器表面和发动机的热流变化情况对飞行安全和飞行器热防护设计具有重要意义。薄膜式热流传感器具有体积小,瞬时测量的优点,可在对测试表面干扰小的情况下对飞行器壳体和发动机进行瞬时热流密度测量。但目前薄膜热流传感器也存在耐高温性能较差,输出信号较弱的问题。为制备输出信号强,灵敏度高,耐1000℃高温的传感器,本文围绕着薄膜型瞬态热流传感器的设计、制备和标定,进行了以下工作。设计了依托于MEMS技术的薄膜热流传感器。本文基于傅里叶原理设计了传感器整体结构。根据热电堆的工作原理,采用增加热电堆中热电偶的组数的方法提高输出信号的强度。根据傅里叶定律和热电堆输出电势公式推导出灵敏度的计算方法,根据热传导一阶系统特性,推导出响应时间的计算方法。综合考虑1000℃使用温度,可测量800kW/m2的热流密度,传感器尺寸小于13mm×13mm×1.1mm,灵敏度高于0.01μV/（W/m2）,瞬时测量等设计要求,确定了传感器各部分的材料和尺寸,并根据传感器结构设计了传感器的制备工艺流程。针对风洞实验设计了传感器的封装结构,根据中间温度定律,使用了中间导体Ag和补偿导线Cu/CuNi设计了信号线路。通过MEMS工艺制备了传感器,封装后进行了简单测试。通过曝光显影、磁控溅射、剥离工艺制备了线宽为60μm,长度为1mm的114对Pt/PtRh热电偶,在三次批量制备中,成功率高达100%。通过射频溅射和湿法腐蚀工艺,研究出了不影响表面质量的高效的SiO2台阶厚度控制方法,制备了低阶为1μm,高阶为6μm的热阻层,并测试了SiO2薄膜的热导率为0.92 W/（m·K）。对传感器进行了封装,测试了封装前后传感器的输出,发现封装后传感器的输出降低了3.6%,这验证了信号线路的可行性。并将传感器放在200kW/m2,800kW/m2的条件下,测得灵敏度分别为0.028μV/（W/m2）、0.019μV/（W/m2）,符合设计要求。针对瞬态热传导式热流、稳态热传导式热流设计了基于对比法的标定设备。对于稳态热传导式热流的标定,可根据给出的公式,调整温度、水速预设热流密度。针对不同类型热流,选择了适当的热流热源,即感应加热设备。其中,稳态热传导式热流需要增加水冷装置,本文根据对流换热原理,设计了冷却管道,通过理论设计了可标定1000kW/m2的热流密度的设备。
罗潇,郭航,叶芳,马重芳[7]（2019）在《基于真空镀膜技术的薄膜热传感器实验》文中认为采用真空蒸发镀膜技术设计制作了以云母为基片的薄膜热传感器,传感器包括一个用于热流测量的热电堆和一个用于温度测量的热电偶。综合测试发现:云母基片薄膜热传感器性能良好。封装后,薄膜热电偶的静态标定拟合直线相关系数均可以达到0.999。薄膜热流计的静态标定拟合直线的相关系数为0.99439,测头系数为8.78886 W/（m2·μV）,灵敏度为0.11378μV/（W/m2）。薄膜热电偶的动态响应时间是0.446 s且具有良好的复现性。随着加载热流的增大,薄膜热流计的动态响应时间变大,阶跃热流值为600 W/m2时响应时间为0.483 s。
王金鹏[8]（2019）在《MEMS高温热流传感器的制备工艺研究》文中研究说明在风洞实验中,高温环境会对器件造成严重损坏,为保证器件工作的可靠性、提高器件的使用寿命,必须在器件的设计过程中,考虑真实工作环境对其产生的影响。然而,仅根据温度指标来衡量工作环境的恶劣程度是不准确的,还要借助能够表征温度梯度变化的热流传感器来实现对工作环境的准确描述。热流传感器的体积是影响热流测量准确性的重要因素,体积大会干扰热流实际的传播路径,从而使测出的数据与真实情况不符。但是减小热流传感器的体积会增加制备工艺的难度,因此需借助MEMS工艺来实现高灵敏度热流传感器的制备。根据风洞实验的测试需要,传感器的工作温度不得低于450℃,为了更真实的表征热环境,实现温度和热流的同时测量,本文主要进行了高温热流-温度复合传感器制备工艺的研究。整个研究过程所开展的工作包括以下几个方面:（1）完成热流传感器总体结构的设计。基于热电堆型热流传感器的工作原理,为制备出使用温度不低于450℃,热流测量的灵敏度不低于0.05μV/（W/m2）的传感器,依次确定出基底、热电堆以及热阻层结构的材料与尺寸,接着对参数的设定进行合理性分析,证实设计的可行性。（2）研究了高温热流传感器的制备工艺。主要利用溅射剥离工艺实现微米级尺寸的热电堆和热电阻结构的制备,并探究了退火工艺对薄膜型铂电阻热阻特性的影响,实验发现适当提高退火的温度、延长保温的时间以及增加基底的粗糙度都有助于提高铂电阻的灵敏度和线性度。当铂电阻沉积在粗糙度为40nm的氧化铝基底时,经过600℃,保温30分钟的退火处理后,灵敏度由0.453Ω/℃升至0.521Ω/℃,提高了15%,线性度由13.5%降至7.0%,提高了48%。接着通过等离子体增强化学气相沉积的工艺完成了热阻层的制备,并采用湿法腐蚀工艺实现热阻层的局部减薄。（3）完成高温热流传感器的封装和初步测试。测试主要包括三个方面,一是测量传感器对于瞬态热流的响应时间,二是评价热流传感器在同一实验条件下,其输出电压的稳定性,三是确定热阻层的高度差对传感器工作次数的影响。测试的数据表明,本文所制备出的热流传感器,其响应时间约为4s;且在同一实验条件下输出的信号,稳定性很好,可以被810℃的高温热流冲击31次,输出电压的标准差为2.469×10-3mV。在探究热阻层的高度差对传感器工作次数的影响时,发现高度差的增大可以增加热阻层工作次数,其中热阻层高度差为5.300μm的热流传感器可以被温度为497℃的热流冲刷57次。
成昌昊[9]（2019）在《固体发动机危险激励的智能感知微系统研究》文中指出固体火箭发动机运行过程中,其所处内外环境相对恶劣。来源于自身和外界的诸多潜在威胁可能加速发动机工作状态的恶化进程,故对其工作的内外环境进行实时检测有其必要性。通常威胁到发动机运行安全的危险因素具备高温和高辐射热流的显着特征。到目前为止,同时对二者进行测量的发动机端多参数感知系统研究尚无成型的技术和产品。受航天某院所委托,哈尔滨工业大学进行了关于固体发动机危险激励的智能感知微系统的项目研究。课题结合辐射测温和辐射热流测量理论及现有技术,根据项目的实际需求给出了一套完整的解决方案,完成了微系统的硬件研制、软件设计、标定实验和不确定度分析工作。其中硬件研制工作包括整体方案设计、硬件电路设计、无线通信模块设计以及一种用于截取指定区域热流辐射的光学结构设计;软件设计主要基于C和C++两种编程语言,完成了用于下位机的嵌入式程序设计和用于上位机的显示界面设计。装置设计完成后,通过标准面源黑体炉的标定实验和测量系统的不确定度分析给出了仪器的精度。微系统具有体积小、精度高、能进行多方向多参数测量等特点,实现了对半球状空间内的四象限八点的分布式测量,能够准确实时地反映被测范围内的温度和辐射热流密度,其精度优于5%,当出现过阈值信号时能够发出预警。可用于获取包括危险飞行器在内的危险因素携带的温度和热流信息,并对温度和热流密度两个参量与危险激励源的相关性探索提供仪器支持。
李娟[10]（2018）在《用于航空发动机热端部件表面热流测量的薄膜热流计研制》文中研究说明热流密度是影响热端部件性能和寿命的关键因素之一,及时检查和获取部件表面热流分布和变化对安全监控和性能验证都具有重大意义。薄膜热流计具有体积小、热容量小、干扰小等特点,是未来发动机热端部件表面热流测量的一种发展趋势。本论文采用MEMS工艺先在Al2O3陶瓷基底上研制了两种热阻层材料的薄膜热流计,分别为聚酰亚胺为热阻层的薄膜热流计和氧化硅为热阻层的高温薄膜热流计。根据热流计的测量原理,设计薄膜热流计的形状结构。采用COMSOL仿真软件,建立薄膜热流计的仿真模型,通过对仿真结果分析,优化了热流计的设计参数;并对薄膜热流计各结构所用材料进行选择,优化薄膜热流计的工作性能。采用微加工工艺,先制备了低温圆形薄膜热流计,验证了设计的可行性,然后制备了高温圆形薄膜热流计。为了增大薄膜热流计的输出信号,设计制备了80对热电偶的矩形形状薄膜热流计。此外,为了以后能在发动机叶片等异形表面原位制备薄膜热流计,尝试在镍铬高温合金表面制备热流计,并对制备工艺进行了初步探索。考察高温薄膜热流计在1000oC的高温环境中的稳定性。搭建了测试标定系统,分别对所制备的低温薄膜热流计和高温薄膜热流计进行性能测试和标定。测试结果表明,薄膜热流计的电压输出响应曲线的变化趋势和仿真结果一致,此外,薄膜热流计的输出电压和施加热流密度具有良好的线性关系。
二、微型瞬态薄膜热流计的研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、微型瞬态薄膜热流计的研制（论文提纲范文）
（1）基于黑体辐射原理的热流传感器校准方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本课题的主要研究内容与章节安排 |
| 2 热流测量技术的基础知识 |
| 2.1 传热的基本方式及原理 |
| 2.1.1 导热 |
| 2.1.2 对流换热 |
| 2.1.3 热辐射 |
| 2.2 黑体辐射的基本定律 |
| 2.2.1 维恩位移定律 |
| 2.2.2 普朗克定律 |
| 2.2.3 斯蒂芬-玻尔兹曼定律 |
| 2.3 热流测量技术 |
| 2.3.1 基于半无限大体假设原理 |
| 2.3.2 热图测量热流技术原理 |
| 2.3.3 红外热图测量原理 |
| 2.4 热流计 |
| 2.5 Gardon计 |
| 2.5.1 Gardon计结构 |
| 2.5.2 工作原理 |
| 2.5.3 使用注意事项 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 辐射传热的角系数 |
| 3.1 角系数的定义及计算假定 |
| 3.2 角系数的性质 |
| 3.2.1 角系数的相对性 |
| 3.2.2 角系数的完整性 |
| 3.2.3 角系数的可加性 |
| 3.3 角系数的计算方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 热流测试系统校准方法 |
| 4.1 直接标定法 |
| 4.2 比较标定法 |
| 4.3 影响测量精度的因素 |
| 4.4 黑体辐射标定技术 |
| 4.4.1 黑体辐射校准技术原理 |
| 4.4.2 校准系统组成 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 热流传感器校准试验与数据分析 |
| 5.1 热流测试系统校准 |
| 5.1.1 校准试验 |
| 5.1.2 校准试验原理 |
| 5.1.3 校准系统组成 |
| 5.2 不同距离的校准特性研究 |
| 5.2.1 校准试验 |
| 5.2.2 校准试验结果及分析 |
| 5.3 腔内校准特性研究 |
| 5.3.1 校准实验 |
| 5.3.2 校准试验结果及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）热流敏感薄膜材料的制备及器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 热流传感器的分类 |
| 1.2.1 大面积测量技术 |
| 1.2.2 点热流测量技术 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外热流测试技术发展 |
| 1.3.2 国内热流测试技术发展 |
| 1.4 选题依据和研究内容 |
| 第二章 工作原理与实验方法 |
| 2.1 工作原理 |
| 2.1.1 原子层热电堆理论 |
| 2.1.2 激光感生热电效应 |
| 2.2 ALTP材料体系选择 |
| 2.2.1 高温超导氧化物 |
| 2.2.2 CMR材料 |
| 2.3 ALTP材料制备方法 |
| 2.3.1 磁控溅射法 |
| 2.3.2 MOCVD法 |
| 2.4 测试分析方法 |
| 2.4.1 X射线衍射 |
| 2.4.2 扫描电子显微镜 |
| 2.4.3 能谱仪 |
| 2.4.4 台阶仪 |
| 2.4.5 透射电子显微镜 |
| 2.4.6 四引线测量法 |
| 2.4.7 激光脉冲测试 |
| 2.4.8 热流传感器标定系统 |
| 第三章 热流传感器的制备 |
| 3.1 热流敏感薄膜的制备 |
| 3.1.1 磁控溅射法制备YBCO薄膜 |
| 3.1.2 MOCVD法制备LCMO薄膜 |
| 3.2 ALTP热流传感器结构设计 |
| 3.2.1 图形设计 |
| 3.3 图形化方法研究 |
| 3.3.1 金属掩模版 |
| 3.3.2 化学湿法刻蚀 |
| 3.3.3 光刻工艺 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 实验结果及分析 |
| 4.1 热流敏感薄膜的电阻测试 |
| 4.1.1 YBCO薄膜的电阻测试 |
| 4.1.2 LCMO薄膜的电阻测试 |
| 4.2 热流敏感薄膜的LITV效应 |
| 4.2.1 YBCO薄膜的LITV效应 |
| 4.2.2 LCMO薄膜的LITV效应 |
| 4.3 热流传感器的标定 |
| 4.3.1 单根YBCO热流传感器标定 |
| 4.3.2 多根YBCO热流传感器标定 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）圆箔热流传感器动态标定技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 热流传感器动态标定技术国内外研究现状 |
| 1.3 文章主要研究内容 |
| 2 测试系统动力学基础 |
| 2.1 动态测量与标定系统 |
| 2.1.1 静态测量与动态测量 |
| 2.1.2 动态标定系统 |
| 2.2 动态标定系统激励信号选择与特性分析 |
| 2.2.1 频率域动态激励信号 |
| 2.2.2 时间域动态激励信号 |
| 2.3 动态数学模型与动态特性分析 |
| 2.3.1 数学模型分类 |
| 2.3.2 测试系统动态特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 材料的激光加热 |
| 3.1 光纤输出半导体激光器 |
| 3.2 激光对材料的加热作用 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 常用信号激励下热流传感器动态标定 |
| 4.1 圆箔式热流传感器结构与理论分析 |
| 4.1.1 Gardon式热流传感器结构 |
| 4.1.2 传热理论分析 |
| 4.2 Gardon计动态标定理论分析 |
| 4.2.1 阶跃信号激励动态标定理论分析 |
| 4.2.2 脉冲信号激励动态标定理论分析 |
| 4.3 动态标定系统搭建及结果分析 |
| 4.3.1 阶跃热流动态标定系统 |
| 4.3.2 脉冲热流动态标定系统 |
| 4.3.3 阶跃热流动态标定实验及结果分析 |
| 4.3.4 脉冲热流动态标定实验及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于系统辨识的热流传感器动态标定 |
| 5.1 系统辨识 |
| 5.1.1 系统辨识基础 |
| 5.1.2 系统辨识方法及模型选择 |
| 5.1.3 模型结构辨识及参数辨识 |
| 5.2 动态标定系统搭建及结果分析 |
| 5.2.1 动态标定系统及可行性分析 |
| 5.2.2 传感器动态数学模型建立 |
| 5.2.3 传感器模型评估及动态特性分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）高性能薄膜热电偶测温铣刀的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 铣削温度测量技术研究现状 |
| 1.2.1 非接触法铣削温度测量 |
| 1.2.2 接触法铣削温度测量 |
| 1.3 薄膜热电偶研究现状 |
| 1.3.1 薄膜热电偶应用 |
| 1.3.2 薄膜热电偶性能改进 |
| 1.4 本文主要研究内容与结构 |
| 第二章 铣削温度有限元分析 |
| 2.1 有限元分析与ABAQUS软件介绍 |
| 2.2 有限元仿真理论基础 |
| 2.2.1 工件材料的本构模型 |
| 2.2.2 材料失效准则与损伤演化 |
| 2.3 三维铣削温度有限元模型 |
| 2.3.1 铣削温度模型建立 |
| 2.3.2 铣削温度模型验证及仿真结果 |
| 本章小结 |
| 第三章 高性能薄膜热电偶制备 |
| 3.1 薄膜制备及表征设备 |
| 3.1.1 薄膜制备原理及设备 |
| 3.1.2 薄膜表征设备 |
| 3.2 NiCr、NiSi功能薄膜的制备及表征 |
| 3.2.1 NiCr、NiSi功能薄膜的制备 |
| 3.2.2 NiCr、NiSi功能薄膜的表征 |
| 3.3 保护薄膜的制备及补偿导线连接 |
| 3.3.1 保护薄膜制备 |
| 3.3.2 补偿导线的连接 |
| 3.4 薄膜热电偶的标定 |
| 3.4.1 静态标定 |
| 3.4.2 动态标定 |
| 3.5 热处理对薄膜热电偶的影响 |
| 3.5.1 退火前后薄膜表面形貌的研究 |
| 3.5.2 退火对薄膜晶体结构影响 |
| 3.5.3 退火前后薄膜的电学性能变化 |
| 3.5.4 退火对薄膜热电偶塞贝克系数的影响 |
| 3.6 薄膜热电偶热循环试验 |
| 本章小结 |
| 第四章 铣削温度测试系统 |
| 4.1 测温铣刀制备流程及前期准备工作 |
| 4.1.1 测温铣刀制备流程 |
| 4.1.2 薄膜制备准备工作 |
| 4.2 测温铣刀制备 |
| 4.2.1 绝缘薄膜制备 |
| 4.2.2 功能薄膜制备 |
| 4.2.3 保护薄膜制备 |
| 4.3 测温铣刀退火及标定 |
| 4.4 无线采集系统介绍 |
| 4.4.1 无线传输系统 |
| 4.4.2 上位机交互监测系统 |
| 本章小结 |
| 第五章 钛合金铣削温度测试与预测 |
| 5.1 钛合金加工特性 |
| 5.1.1 钛合金的物理特性 |
| 5.1.2 钛合金的切削特性 |
| 5.2 铣削温度测试正交试验 |
| 5.2.1 正交试验介绍 |
| 5.2.2 正交试验设计 |
| 5.3 铣削温度测试试验 |
| 5.3.1 铣削试验系统安装 |
| 5.3.2 试验结果分析 |
| 5.4 TC4铣削温度预测 |
| 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读硕士学位期间获奖情况 |
| 致谢 |
（6）薄膜型高温热流传感器的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 高温薄膜热流传感器的研究意义 |
| 1.1.2 热流传感器的分类 |
| 1.2 薄膜热流传感器的研究现状 |
| 1.3 热流传感器标定设备研究现状 |
| 1.4 本课题研究内容 |
| 2 热流传感器的设计 |
| 2.1 薄膜热流传感器的设计原理 |
| 2.1.1 薄膜热流传感器整体原理 |
| 2.1.2 热电堆工作原理 |
| 2.1.3 热电堆灵敏度的影响因素 |
| 2.1.4 热电堆响应时间的影响因素 |
| 2.2 薄膜热流传感器材料选择及尺寸设计 |
| 2.2.1 基底材料及尺寸的确定 |
| 2.2.2 热阻层材料及尺寸的确定 |
| 2.2.3 热电偶材料的选择与结构设计 |
| 2.3 薄膜热流传感器的制备工艺设计 |
| 2.4 薄膜热流传感器的封装设计 |
| 2.4.1 薄膜热流传感器的封装结构设计 |
| 2.4.2 薄膜热流传感器的信号传输线路设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 薄膜热流传感器的制备、封装与测试 |
| 3.1 薄膜热流传感器的制备 |
| 3.1.1 热电结构层的制备 |
| 3.1.2 基底的处理 |
| 3.1.3 热阻层的制备 |
| 3.2 薄膜热流传感器的封装 |
| 3.3 薄膜热流传感器的测试 |
| 3.3.1 SiO_2薄膜热导率的测量 |
| 3.3.2 薄膜热流传感器热流响应测试 |
| 3.3.3 封装结构对输出的影响分析 |
| 3.3.4 薄膜热流传感器的使用寿命测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 薄膜型热流传感器标定设备的设计 |
| 4.1 标定设备原理 |
| 4.1.1 感应加热原理及趋肤效应 |
| 4.1.2 对流换热原理 |
| 4.2 热传导式热流标定设备设计 |
| 4.2.1 瞬态热传导热流标定设备设计 |
| 4.2.2 稳态热传导热流标定设备设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）基于真空镀膜技术的薄膜热传感器实验（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 薄膜传感器的制作 |
| 2 实验结果与讨论 |
| 2.1 静态标定 |
| 2.2 动态测试 |
| 3 结论 |
（8）MEMS高温热流传感器的制备工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.1.1 热流传感器的产生与发展 |
| 1.1.2 热流传感器的分类 |
| 1.1.3 热流传感器的应用 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 热流传感器总体设计 |
| 2.1 热电偶的工作原理 |
| 2.1.1 热电效应 |
| 2.1.2 热电偶的基本定律 |
| 2.2 热电堆型热流传感器 |
| 2.2.1 温差热电堆基本原理 |
| 2.2.2 热电堆型热流传感器的工作原理 |
| 2.3 热流传感器的结构设计 |
| 2.3.1 基底的选择 |
| 2.3.2 热电堆的结构设计 |
| 2.3.3 热阻层的结构设计 |
| 2.4 参数分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 热流传感器的制备 |
| 3.1 制备工艺流程图 |
| 3.2 热电堆和热电阻的制备 |
| 3.2.1 光刻工艺 |
| 3.2.2 溅射与剥离工艺 |
| 3.3 铂电阻热阻特性变化规律的探究 |
| 3.3.1 四线制测量热电阻原理 |
| 3.3.2 退火温度对薄膜性能的影响 |
| 3.3.3 退火保温时间对薄膜性能的影响 |
| 3.3.4 基底粗糙度对薄膜性能的影响 |
| 3.4 通孔金属化 |
| 3.5 热阻层的制备 |
| 3.5.1 沉积热阻层 |
| 3.5.2 湿法腐蚀工艺 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 热流传感器的封装与测试 |
| 4.1 热沉 |
| 4.1.1 热沉的材料选择 |
| 4.1.2 热沉的外形设计与加工 |
| 4.2 热流传感器的封装 |
| 4.2.1 输出引线与陶瓷基底的连接 |
| 4.2.2 陶瓷基底与热沉的连接 |
| 4.3 热流传感器的测试 |
| 4.3.1 热流传感器的响应时间 |
| 4.3.2 稳定性测试 |
| 4.3.3 热阻层的高度差对传感器寿命的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）固体发动机危险激励的智能感知微系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外发展现状及分析 |
| 1.2.1 热流测量研究现状 |
| 1.2.2 温度测量研究现状 |
| 1.2.3 多参数测量研究现状 |
| 1.3 课题来源及主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源及要求 |
| 1.3.2 主要研究工作 |
| 第2章 微系统研制方案及关键理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微系统总体设计 |
| 2.3 测量方式选择 |
| 2.4 辐射测温理论 |
| 2.4.1 普朗克定律 |
| 2.4.2 维恩位移定律 |
| 2.4.3 斯蒂芬-玻尔兹曼定律 |
| 2.4.4 辐射测温方法 |
| 2.5 热流测量原理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 微系统硬件研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 温度传感模块研制 |
| 3.3 热流传感模块研制 |
| 3.4 光学系统研制 |
| 3.4.1 光学结构研制 |
| 3.4.2 计数结构研制 |
| 3.5 信号处理电路研制 |
| 3.5.1 单片机最小系统 |
| 3.5.2 放大电路 |
| 3.5.3 A/D转换 |
| 3.5.4 直流电源模块 |
| 3.5.5 通讯模块硬件选型与设计 |
| 3.6 机械结构设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 微系统软件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 温度采集软件设计 |
| 4.2.1 配置寄存器参数设定 |
| 4.2.2 I~2C通信时序模拟 |
| 4.2.3 温度结果计算 |
| 4.3 热流采集软件设计 |
| 4.4 计数软件设计 |
| 4.5 上位机软件设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 实验与不确定度分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 调试试验 |
| 5.2.1 温度传感系统调试 |
| 5.2.2 热流传感系统调试 |
| 5.2.3 无线传输模块调试 |
| 5.3 标定实验 |
| 5.4 不确定度分析 |
| 5.4.1 温度测量不确定度分析 |
| 5.4.2 热流测量不确定度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（10）用于航空发动机热端部件表面热流测量的薄膜热流计研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 现代热流检测技术 |
| 1.2.1 Gardon型热流计 |
| 1.2.2 各向异性材料热流计 |
| 1.2.3 热敏电阻型热流计 |
| 1.2.4 热电堆型热流计 |
| 1.3 薄膜热电堆型热流计的性能特点 |
| 1.4 薄膜热流计国内外研究现状 |
| 1.5 课题研究意义和研究内容 |
| 1.5.1 课题意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 薄膜热流计设计 |
| 2.1 薄膜热流计的测量原理概述 |
| 2.2 薄膜热流计设计 |
| 2.3 薄膜热流计模型建立 |
| 2.4 模拟仿真计算 |
| 2.4.1 不同被测材料对热流测量的影响 |
| 2.4.2 不同热流对热流测量的影响 |
| 2.4.3 热流计半径对热流测量的影响 |
| 2.4.4 不同基底厚度对热流测量的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 热流计的制作 |
| 3.1 材料选择 |
| 3.1.1 基底材料的选择 |
| 3.1.2 热电堆材料的选择 |
| 3.1.3 热阻层材料的选择 |
| 3.2 制作方案 |
| 3.2.1 低温薄膜热流计的制备 |
| 3.2.2 高温薄膜热流计的制备 |
| 3.2.3 高温薄膜热流计制备工艺优化 |
| 3.2.4 金属基底上热流计的制备 |
| 3.2.5 引线 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 薄膜热流计的性能研究 |
| 4.1 薄膜热流计输出性能测试 |
| 4.2 薄膜热流计标定及响应测试 |
| 4.2.1 薄膜热流计响应曲线分析 |
| 4.2.2 薄膜热流计的标定 |
| 4.3 误差分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 前景展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
四、微型瞬态薄膜热流计的研制（论文参考文献）
- [1]基于黑体辐射原理的热流传感器校准方法研究[D]. 李璐. 中北大学, 2021(09)
- [2]热流敏感薄膜材料的制备及器件研究[D]. 费希. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]圆箔热流传感器动态标定技术研究[D]. 师钰璋. 中北大学, 2021(09)
- [4]热流测量技术发展综述[J]. 高庆华,郄殿福. 航天器环境工程, 2020(03)
- [5]高性能薄膜热电偶测温铣刀的研究[D]. 薛生俊. 大连交通大学, 2020(06)
- [6]薄膜型高温热流传感器的研制[D]. 周晨飞. 大连理工大学, 2020
- [7]基于真空镀膜技术的薄膜热传感器实验[J]. 罗潇,郭航,叶芳,马重芳. 化工学报, 2019(S2)
- [8]MEMS高温热流传感器的制备工艺研究[D]. 王金鹏. 大连理工大学, 2019
- [9]固体发动机危险激励的智能感知微系统研究[D]. 成昌昊. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [10]用于航空发动机热端部件表面热流测量的薄膜热流计研制[D]. 李娟. 上海交通大学, 2018(02)