航天器热电偶检测系统的设计与实现

热电偶测温广泛应用于航天器真空热试验的温度测量中,目前对于航天器总装阶段的热电偶实施没有一种快速有效的方法进行正确性验证;传统依靠人手触摸测点观察热电偶阻值变化方法存在一定的局限性,为了提高热电偶检测的准确性和有效性,设计了一种便携式的热电偶检测系统,实现了对热电偶短路、开路和粘贴位置正确性的检测;基于MAX31855的温度采集模块可以快速采集和显示热电偶温度,加热模块的出风口温度控制和加热温度限制能够保证检测过程中航天器的安全性;实际测试表明,该系统具备在现场灵活对航天器表面热电偶进行检测的能力,测试效率高,具有很高的实用性。     

真空热试验温度参考点热响应测试系统设计与实现

在航天器真空热试验的温度测量中应用最广泛的是热电偶测温系统,温度参考点是热电偶测温系统的重要组成部分,对温度测试数据的准确性和航天器产品的安全有很大影响。为了在热试验开机前对参考点铂电阻与热点偶补偿端匹配关系的正确性进行验证,设计了一种可用于真空热试验的热电偶测温参考点热响应测试系统。该系统由加热器以及控制箱组成,可通过LAN网络与上位控制计算机连接实现热响应远程测试。文章通过对参考点装置的热分析以及热响应测试原理分析,给出了系统的硬件结构以及软件设计方案,并在多项航天器真空热试验中投入使用,提高了航天器真空热试验热电偶测温系统的可靠性。     

基于集总热容法的薄膜热电偶动态特性研究

为了分析不同边界传热条件下薄膜热电偶的动态特性,对薄膜热电偶瞬态测温过程建立零维传热模型。运用集总热容法分析对流换热、辐射换热两种边界条件下薄膜热电偶传热过程,通过建立热结点表面能量平衡关系得到传感器动态特性理论参数。采用水浴阶跃法、激光脉冲法对CO1-K型薄膜热电偶进行动态标定实验,通过对动态响应曲线进行Z-t变换得到薄膜热电偶动态特性实验参数。实验结果表明,集总热容法能够正确分析薄膜热电偶的动态特性,且计算不同边界条件下薄膜热电偶时间常数过程简单,时间常数理论值接近实验值。     

热电偶使用中的几个问题和解决办法

热电偶被大量应用于测温系统中,正确使用热电偶对精确测温具有重要意义。通过介绍热电偶的测温原理,分析热电偶使用中常见的问题,并根据生产实际,得出了解决方法。使用热电偶作为测温传感器时,这些方法为获得准确的温度数据提供了可靠的保证,对实际工作中正确使用热电偶有指导作用。     

热电偶测温误差浅析

热电偶是测温领域中最常用的传感器之一.实际应用时有多种因素影响着热电偶测温的准确性.     

自标定薄膜温度传感器的研制与标定

由于尺寸小,使用常规热电偶静态标定方法标定薄膜热电偶时,在标定过程与使用过程中,传感器和补偿导线上的温度梯度分布不一致,使薄膜热电偶的热电势也不同,影响其测温准确性。为解决这一问题,设计了集薄膜金—铂热电偶和薄膜铂电阻器于一体的自标定薄膜温度传感器及其标定系统,使用电子印刷法制备传感器,采用激光加热技术模拟其使用时的温度分布,通过有限元仿真分析其温度分布规律,基于温度外推实现薄膜热电偶静态特性自标定。结果显示,传感器中的薄膜热电偶在室温到300℃内的塞贝克系数为5. 3～7. 6μV/℃。     

基于FPGA的热电偶温度巡检仪设计

目前工业生产中要求对温度的测量能够面向多目标且及时、精确.为了满足这些要求,以FPGA (EP2C5Q208C8N)为核心设计了一种热电偶温度巡检仪,以K型热电偶作为测温传感器,并采用专用集成芯片MAX6675对K热电偶进行冷端温度补偿及线性化处理,利用Autium进行硬件电路绘制及PCB制作,并在Quatusll中进行了时序仿真,仿真波形验证了设计的正确性.将FPGA应用到热电偶温度巡检仪中使其测温过程更加精确迅速,及时的测温和反馈使得工业生产中的高温作业有了更高的保障.     

热辐射型光纤高温传感器的研究

文中在分析了热电偶、红外测温存在的缺点的基础上设计了热辐射型光纤高温传感器;阐述了热辐射测温的基本原理,通过比色测温的方式来消除被测物体的光谱发射率、周围环境对测量精度的影响,采用双通道不带光调制方式来提高输出信号强度、测量精度;基于高温工况下光纤的易损坏特性,选择了合理的光纤及其保护材料,设计了光纤导入和切断结构;该系统测量范围为800～2000℃,测量精度可达0.5%,可以用于炼钢过程、燃气轮机等高温环境的温度测量.     

火焰温度场测试中的传感器动态响应研究

在诸如爆炸火焰温度场的瞬态测试中,传感器的动态响应特性是影响测试结果的重要指标,而温度传感器热电偶的动态响应特性通常通过时间常数来反映。针对这种特殊测温环境下对热电偶时间常数的标定要求,采用火焰温度源法,对OMEGA生产的热电偶的时间常数进行了标定分析,获得其时间常数为846.992 ms,标定系统的动态重复性为1.17%。结果表明,用此标定方法得到的时间常数能更真实地反映热电偶在火焰温度场中的动态响应性能,且标定系统的动态重复性好,测试精度高,对分析弹药爆炸过程中的热毁伤效应有一定的参考价值。     

基于快速热电偶的温度数据采集系统研究

针对热喷涂的极端工况下瞬态温度动态诊断的难题,设计了一个基于快速热电偶的温度数据采集系统,并对该系统进行详细分析。实验研究表明,该系统具有成本低廉、操作简单、测量精度高等优点,可广泛应用于其它快速测温的领域。     

薄膜热电极尺寸效应分析及试验研究

薄膜型热电极作为薄膜热电偶结构的核心部位,其尺寸设计对热电偶功能及性能的实现起着重要作用;文章研究了热电偶电极薄膜的尺寸效应,建立了薄膜热电偶热电及热传导机理数学模型,分析了热电极尺寸对热电偶静态及动态特性的影响,设计并制作了不同尺寸规格热电极的薄膜热电偶,对热电极的尺寸效应物理性能开展了试验研究,试验结果表明热电偶电极薄膜厚度与动态响应时间呈正相关,长度、宽度、面积等尺寸参数对热电偶特性无明显影响,为薄膜热电偶电极尺寸设计提供了理论基础与工程依据。     

基于电子印刷工艺的薄膜热电偶研制

薄膜热电偶由于具有体积小、热容量小及响应速度快等优点成为近年来学者们研究的重点。薄膜制备常用的方法有射频溅射法、离子镀膜法以及直流脉冲磁控溅射法等,但这些方法操作设备复杂,制作时间长,效率低,成功率低且复现性差。用电子印刷工艺制备薄膜热电偶,将Au,Pt的溶液化微纳米材料印制在基板上,印刷成为Au-Pt薄膜热电偶,该方法操作方便快捷,对电极材料污染小。通过试验证明:采用电子印刷工艺制备的Au-Pt薄膜热电偶符合Au-Pt热电偶检定规程的要求,热电偶精度高,重复性和一致性好。     

陶瓷薄膜热电偶研究进展

实时监测飞机发动机各部件表面工作温度对发动机安全监控及性能验证等有重要意义,随着第三代飞机发动机——陶瓷发动机的开发,陶瓷薄膜热电偶已成为研究热点.综述了陶瓷薄膜热电偶材料种类、制备工艺、热电性能、高温稳定性及其测试技术的研究现状,指出了陶瓷热电偶当前需要研究的问题.     

薄膜热电偶温度传感器研究进展

随着低维材料技术的发展和对测温要求的提高,薄膜热电偶温度传感器应运而生,其快速响应特性为测量瞬变温度提供了可能。综述了薄膜热电偶温度传感器国内外发展现状,着重介绍了薄膜临界厚度的确定、扩散现象的影响、制备工艺等关键技术,并对其未来发展做出了展望。     

功能-结构一体化NiCr/NiSi薄膜热电偶的制备

采用多层薄膜结构制备了NiCr/NiSi薄膜热电偶,该薄膜热电偶依次由Ni基超合金基片、NiCrAlY过渡层、Al2O3热氧化层、Al2O3绝缘层、NiCr/NiSi薄膜热电偶层以及Al2O3保护层构成.主要研究了热电偶层薄膜厚度和时效处理对热电偶性能的影响以及温度对Al2O3绝缘层绝缘性的影响.静态标定结果表明,热电...     

高温薄膜传感器制备与性能研究

利用微机电系统（MEMS）工艺在 Al2 O3基片上制备了 Pt—PtRh 薄膜热电偶,其工作温度最高可达到1300℃,最大输出电势达14.8 mV。薄膜热电偶的电势—温度曲线与标准热电偶的曲线基本重合,同时研究了不同粘结层对薄膜微结构、器件寿命的影响。实验结果表明：以 Ta 为粘结层时薄膜传感器的寿命最长,在1300℃下可达到14 h。     

掺钯二氧化锡气敏薄膜的实验研究

XPS分析表明,用直流溅射法制备的掺钯薄膜气敏元件,钯的溅射率比锡高,在薄膜中钯的含量高于靶中的含量、和纯SnO_2薄膜相比,此元件对还原性气体有很高的灵敏度,尤其对H_2和CH_4.对于该元件的气敏机理也作了初步探讨.     

Thin film evaporation effect on heat transport capability in a grooved heat pipe

A theoretical model predicting the heat transfer performance occurring in a grooved heat pipe is developed. The model includes the effects of groove geometry, thin film evaporation, contact angle, and film condensation. The numerical results show that the groove geometry significantly affects the thin film evaporation and condensation. The thin film evaporation plays a key role in the total effective thermal conductivity and determines a limit for the maximum amount of heat transport through the micro regions for a given evaporator geometry. While the contact angle can influence the capillary limitation, it significantly affects the thin film evaporation and the total effective thermal conductivity of a groove heat pipe. In order to verify the theoretical analysis, an experimental investigation on a grooved heat pipe was conducted. The current investigation will result in a better understanding of thin film evaporation and its effect on the maximum heat transport in a grooved heat pipe.     

Cr薄膜的沉积与湿法刻蚀工艺研究

通过台阶仪和扫描电镜、原子力显微镜测试观察了PVD方法制作Cr薄膜的溅射速率和表面形貌,实验分析了相关工艺参数对溅射速率的影响情况,并对薄膜的湿法刻蚀工艺进行了初步研究.同时给出了Cr膜与其腐蚀后的电阻图形的显微镜照片.     

基于SEM图像的碳纳米管薄膜均匀性表征方法研究

将多壁碳纳米管综合了超声处理和高速离心等分散工艺单分散后,采用喷射吸滤法制备碳纳米管薄膜,并研究超声时间对薄膜分布均匀性的影响.基于多重分形理论和SEM图像分析多壁碳纳米管薄膜的形态学特征.碳纳米管薄膜的分布均匀性主要取决于多重分形谱宽度Δa和最大、最小概率子集维数的差别ΔF等分形参数.多重分形分析弥补了传统的表面评价和统计分析的不足.该碳纳米管薄膜均匀性表征方法将为碳纳米管薄膜的制备提供指导.