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原子层热电堆热流传感器的发展及其应用
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作者 杨凯 陈曦 +3 位作者 朱涛 陶伯万 赵睿鹏 王辉 《实验流体力学》 北大核心 2025年第2期1-14,共14页
高频脉动热流在高超声速边界层转捩、激波/边界层干扰等气动基础问题的实验研究中非常重要。当前,高频脉动热流测试主要依赖于原子层热电堆(Atomic Layer Thermopile,ALTP)热流传感器。采用金属有机化学气相沉积技术路线,在优化沉积环... 高频脉动热流在高超声速边界层转捩、激波/边界层干扰等气动基础问题的实验研究中非常重要。当前,高频脉动热流测试主要依赖于原子层热电堆(Atomic Layer Thermopile,ALTP)热流传感器。采用金属有机化学气相沉积技术路线,在优化沉积环境条件参数的基础上发展了性能更优的ALTP热流传感器。面向传感器小型化、耐高温、柔性等发展需求,通过导电膜连接将多条YBa_(2)Cu_(3)O_(7)-δ(YBCO)薄膜首尾串联,在保持传感器尺寸不变的同时提高灵敏度系数,为传感器小型化奠定了基础;通过替换常规ALTP热流传感器敏感元的热电材料体系,研制了基于La1-xCaxMnO_(3)(LCMO)的耐高温(超过500℃)ALTP热流传感器样件。针对LCMO的能量输运特点,采用半导体材料性能调控方法,以交替串联的方式延长敏感薄膜的有效长度,进而能在有限的传感器感应面上布置更多的敏感薄膜;以表面经特殊处理的金属薄带为基底替换斜切SrTiO_(3)晶片,发展了柔性ALTP热流传感器,便于开展高频脉动热流的密集点测试以及在复杂曲面等位置布放高频脉动热流测点。传感器应用方面,除在激波风洞等实验环境下开展高频脉动热流测试的应用外,针对薄膜热电阻和同轴热电偶标定环节多、测热结果不确定度偏高等问题,讨论了利用ALTP热流传感器在线标定的可行性;针对高超声速低密度风洞中的薄壁量热计、同轴热电偶和红外热图等测热方式易受噪声干扰、不确定度高以及有效时间短等问题,通过风洞实验验证了ALTP热流传感器在高超声速低密度风洞中长时间中低热流测试的可行性,弥补了现有测热手段的不足。 展开更多
关键词 原子层热电堆 热流 标定 柔性 耐高温 高频脉动
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基于热电堆的塔式差示热流传感器研制
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作者 鲁中元 王晓东 +3 位作者 许金鑫 丁炯 杜晓辉 刘帅 《传感技术学报》 北大核心 2025年第1期68-74,共7页
为解决国内外现有的塔式热流型差示扫描量热仪热流检测灵敏度与动态特性无法兼顾的问题,基于热电堆原理,设计了一款热流检测灵敏度与动态特性皆优的新型塔式差示热流传感器,结合热电等效模型分析了其动态特性的优越性,使用高精度丝网印... 为解决国内外现有的塔式热流型差示扫描量热仪热流检测灵敏度与动态特性无法兼顾的问题,基于热电堆原理,设计了一款热流检测灵敏度与动态特性皆优的新型塔式差示热流传感器,结合热电等效模型分析了其动态特性的优越性,使用高精度丝网印刷和粘接技术完成了传感器的制备,搭建了相应的差示扫描量热测试系统,进行了多组铟样品实验。实验结果表明,所研制的塔式热流传感器铟响应比平均值超过40 mW/℃,明显高于现有的塔式热流传感器,说明其动态特性更加优越。对于塔式热流型差示扫描量热仪热流检测灵敏度、分辨率指标的提升具有积极意义。 展开更多
关键词 热流传感器 热电堆 丝网印刷 动态特性 灵敏度
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MEMS红外热电堆传感器芯片结构优化研究
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作者 钱松松 林振衡 +2 位作者 谢海鹤 胡兆坤 聂泳忠 《激光与红外》 北大核心 2025年第5期724-730,共7页
针对传统四端梁结构的MEMS红外热电堆传感器芯片表面浪费大,导致器件占空比低、性能较低,提出了一种改进型四端梁结构。该结构通过将吸收层与热电偶层分层布置和将热电偶条沿芯片正方形边长垂直排布,优化芯片机构设计,从而有效地增大热... 针对传统四端梁结构的MEMS红外热电堆传感器芯片表面浪费大,导致器件占空比低、性能较低,提出了一种改进型四端梁结构。该结构通过将吸收层与热电偶层分层布置和将热电偶条沿芯片正方形边长垂直排布,优化芯片机构设计,从而有效地增大热电堆的吸收区面积,提高器件占空比。通过应用COMSOL软件仿真分析比较了两种结构的温度分布和电压分布情况。对流片后的样品开展测试,测试结果表明:新型四端梁结构芯片的响应率、探测率等关键性能参数较传统四端梁结构均有较大提升,该结论与仿真结论相吻合。 展开更多
关键词 热电堆红外传感器 四端梁结构 COMSOL仿真 结构优化
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薄膜热流计与原子层热电堆热流传感器的激波风洞试验对比 被引量:4
4
作者 陈苏宇 刘济春 +3 位作者 杨凯 朱涛 朱新新 王辉 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期90-97,共8页
激波风洞试验的主要测试量是热流密度,且多采用薄膜热流计进行测试,但薄膜热流计热流测试结果缺乏直接验证手段,存在测热结果不确定度偏大等问题。原子层热电堆(ALTP)热流传感器响应时间短且线性度好,结合高精度可溯源的热流传感器标定... 激波风洞试验的主要测试量是热流密度,且多采用薄膜热流计进行测试,但薄膜热流计热流测试结果缺乏直接验证手段,存在测热结果不确定度偏大等问题。原子层热电堆(ALTP)热流传感器响应时间短且线性度好,结合高精度可溯源的热流传感器标定实验,可保证ALTP热流传感器测热结果的准确性和可靠性。在多个流场条件下的激波风洞试验中开展了薄膜热流计和ALTP热流传感器测热结果交叉对比验证。对比试验显示:ALTP热流传感器和薄膜热流计在不同流场参数下测热结果相对稳定,中高热流下两者测热结果相差在8%以内。结合对比标定溯源链以及激波风洞试验测热结果的讨论,展现了利用ALTP热流传感器在激波风洞试验中在线标定薄膜热流计的可行性。 展开更多
关键词 热流密度 薄膜热流计 原子层热电堆 激波风洞 在线标定
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基于DSConvBiGRU网络和热电堆阵列的动态手势识别方法 被引量:1
5
作者 顾亮 于莲芝 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期795-805,共11页
提出了适用于嵌入式系统并融合深度可分离卷积神经网络与双向门控循环单元的DSConvBiGRU网络模型,将其用于动态手势序列的分类,设计并实现了一种使用低分辨率热电堆阵列传感器的动态手势识别解决方案,构建了动态手势数据集并在公开网站... 提出了适用于嵌入式系统并融合深度可分离卷积神经网络与双向门控循环单元的DSConvBiGRU网络模型,将其用于动态手势序列的分类,设计并实现了一种使用低分辨率热电堆阵列传感器的动态手势识别解决方案,构建了动态手势数据集并在公开网站发布,完成了预训练网络模型在Raspberry Pi边缘端的部署。系统对传感器输出的连续20个温度矩阵进行区间映射、背景减除、Lanczos插值和Otsu二值化预处理得到单个动态手势序列,再由预训练的DSConvBiGRU网络进行分类。实验结果表明:网络模型在测试集上识别准确率为99.291%,在边缘端预处理耗时5.513 ms,推理耗时8.231 ms,该系统满足低功耗、高精度和实时性的设计需求。 展开更多
关键词 机器视觉 光电检测 动态手势识别 热电堆阵列 深度可分离卷积神经网络 双向门控循环单元
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基于超材料吸波结构的MEMS热电堆红外温度传感器设计
6
作者 谢宇浩 吕丝旭 张志强 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1109-1113,共5页
提出了一种基于超材料吸波结构的MEMS热电堆红外温度传感器,避免了使用特殊的滤光片进行封装,从而降低了传感器的体积。在设计上,采用超材料吸波结构将待测目标辐射的红外光选择性吸收,并将光能转化为热。通过利用时域有限差分方法研究... 提出了一种基于超材料吸波结构的MEMS热电堆红外温度传感器,避免了使用特殊的滤光片进行封装,从而降低了传感器的体积。在设计上,采用超材料吸波结构将待测目标辐射的红外光选择性吸收,并将光能转化为热。通过利用时域有限差分方法研究了超材料吸波结构的结构参数与红外吸收光谱和吸收率之间的关系,并优化出用于检测人体红外辐射的超材料吸波结构尺寸。结果表明,当红外光波长范围为9.5μm~10.5μm时,该传感器的红外吸收率优于0.38,其中在波长为9.989μm处出现红外吸收峰,其最大吸收值为0.997。由超材料吸波结构产生的热量传递到其下方的热电堆,通过多物理场仿真可得热电堆的热端和冷端的温差为0.046 K,进而转化为输出电压,从而验证了整体设计的有效性。 展开更多
关键词 红外温度传感器 超材料吸波结构 热电堆 MEMS
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p+Si/Au热电堆式气体流量传感器一维模型及其应用 被引量:2
7
作者 王珊珊 王家畴 李昕欣 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期161-166,共6页
为了优化热电堆式气体流量传感器的结构参数使其灵敏度达到最佳,建立了一个一维数学模型,此模型能够快速反映当器件关键尺寸变化时传感器输出电压的变化,有限元仿真软件结果证实了此一维模型的有效性。并利用此模型对一系列器件关键参... 为了优化热电堆式气体流量传感器的结构参数使其灵敏度达到最佳,建立了一个一维数学模型,此模型能够快速反映当器件关键尺寸变化时传感器输出电压的变化,有限元仿真软件结果证实了此一维模型的有效性。并利用此模型对一系列器件关键参数进行仿真分析,结合工艺参数得到了一个最优化的器件尺寸。根据这一尺寸制造了一个p+Si/Au热电堆式气体流量传感器以进一步验证一维模型。测试得到的传感器归一化灵敏度为481 [mV/(m/s)]/W。此参数比之前的工作高出数倍。此外,测试所得的输出电压曲线与一维模型仿真的曲线一致性也较好,进一步证明了这一一维模型的正确性。 展开更多
关键词 热电堆式气体流量传感器 1-D数学模型 单面硅微机械加工 p+Si/Au 热电堆
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冷、热端温度对半导体热电堆发电性能影响的初步研究 被引量:13
8
作者 张华俊 陈浩 +1 位作者 王俊 陶文铨 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期148-152,共5页
对半导体热电堆的发电性能进行了实验研究 ,得出这种半导体热电堆在冷端温度不变的情况下 ,其发电性能与热端温度的关系 ,以及半导体热电堆在热端温度不变的情况下 ,冷端温度对其发电性能的影响 ;发现半导体热电堆作为电源时 ,其内阻对... 对半导体热电堆的发电性能进行了实验研究 ,得出这种半导体热电堆在冷端温度不变的情况下 ,其发电性能与热端温度的关系 ,以及半导体热电堆在热端温度不变的情况下 ,冷端温度对其发电性能的影响 ;发现半导体热电堆作为电源时 ,其内阻对它的性能指标有很大的影响 ,而且内阻随着温度的升高而增大。采用简化的方法从理论上计算了热电堆的特性 。 展开更多
关键词 半导体热电堆 发电性能 冷端温度 热端温度 内阻
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半导体热电堆电臂尺寸之研究 被引量:9
9
作者 张华俊 陈浩 +3 位作者 王俊 陶文铨 李洪峻 蒲亮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期154-159,共6页
低品位热源的利用对社会经济具有重要的价值 ,热电发电器件是将此类能源进行转化的最有效的方式之一。该文对半导体热电堆电臂的几何尺寸参数对发电性能的影响进行了实验研究 ,并将数值差分法应用于热电性质的研究 ,以此进行了理想情况... 低品位热源的利用对社会经济具有重要的价值 ,热电发电器件是将此类能源进行转化的最有效的方式之一。该文对半导体热电堆电臂的几何尺寸参数对发电性能的影响进行了实验研究 ,并将数值差分法应用于热电性质的研究 ,以此进行了理想情况下的计算 ,发现实验和理想情况存在着较大的差距。 展开更多
关键词 热电堆 电臂 几何尺寸参数 差分法 接触区影响 半导体 能源 热电效应 热电发电 发电性能
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原子层热电堆热流传感器研制及其性能测试 被引量:8
10
作者 杨凯 朱涛 +4 位作者 王雄 陶伯万 朱新新 王辉 杨庆涛 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期86-91,共6页
针对高超声速风洞试验中对高频热流脉动的测试需求,研制了一种基于横向热电效应的原子层热电堆(Atomic Layer Thermopile,ALTP)热流传感器。利用弧光灯热流传感器标定系统对其进行静态标定,获得ALTP热流传感器的灵敏度系数约为8.24μV/(... 针对高超声速风洞试验中对高频热流脉动的测试需求,研制了一种基于横向热电效应的原子层热电堆(Atomic Layer Thermopile,ALTP)热流传感器。利用弧光灯热流传感器标定系统对其进行静态标定,获得ALTP热流传感器的灵敏度系数约为8.24μV/(kW·m^-2),优于国外同尺寸敏感元件的ALTP热流传感器6.90μV/(kW·m^-2)的灵敏度系数;利用激波风洞试验,并通过与薄膜热电阻热流传感器对比,初步获得ALTP热流传感器的响应时间上限,响应时间小于0.20μs。 展开更多
关键词 原子层热电堆 热流传感器 标定 灵敏度系数 响应时间 激波风洞 横向塞贝克效应
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微机械红外热电堆探测器 被引量:10
11
作者 徐峥谊 熊斌 +1 位作者 王翊 王跃林 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期539-542,共4页
阐述了微机械红外热电堆探测器的工作机理以及主要结构 ,并用微机械工艺制作得到 4× 4的探测器阵列 ,该制作工艺与标准IC工艺兼容。在获得的探测器阵列中 ,热电堆支撑结构为氧化硅与氮化硅的介质复合膜 ,热电偶材料采用多晶硅与金... 阐述了微机械红外热电堆探测器的工作机理以及主要结构 ,并用微机械工艺制作得到 4× 4的探测器阵列 ,该制作工艺与标准IC工艺兼容。在获得的探测器阵列中 ,热电堆支撑结构为氧化硅与氮化硅的介质复合膜 ,热电偶材料采用多晶硅与金属。实验得到的芯片尺寸为 8.5mm× 7.0mm。 展开更多
关键词 微电子机械系统 红外热电堆 阵列 红外辐射 探测器
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半导体热电堆串、并联发电性能及热电堆复现性研究 被引量:5
12
作者 张华俊 陈浩 +3 位作者 王俊 陶文铨 李洪峻 蒲亮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期394-397,共4页
对半导体热电堆的复现性进行了实验研究 ,以此为基础进行了热电堆的串联、并联实验 ,得到了半导体热电堆串联、并联的规律 ,并用有限差分法对热电堆的各项发电性能指标进行了数值计算 ,为热电发电技术做了有益的探索。
关键词 半导体热电堆 串联 并联 发电性能 数值计算 复现性 发电
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原子层热电堆热(光)电探测器的原理及研究现状 被引量:3
13
作者 王勇 虞澜 +2 位作者 陈思功 晏国文 张鹏翔 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期33-37,46,共6页
概述了基于晶体的各向异性Seebeck效应的原子层热电堆热(光)电探测器的基本原理和优点,并从材料体系的选择和器件的主要应用等方面阐述了该类型探测器的国内外研究现状,预测了原子层热电堆探测器在新材料、材料维度和新热源探索等的发... 概述了基于晶体的各向异性Seebeck效应的原子层热电堆热(光)电探测器的基本原理和优点,并从材料体系的选择和器件的主要应用等方面阐述了该类型探测器的国内外研究现状,预测了原子层热电堆探测器在新材料、材料维度和新热源探索等的发展方向。 展开更多
关键词 各向异性Seebeck效应 原子层热电堆 热电探测器 光电探测器
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基于红外热电堆的矿用测温装置设计 被引量:2
14
作者 谷林柱 任子晖 +1 位作者 王凯 钱远银 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2013年第5期31-32,54,共3页
目前煤矿测温装置多数采用有线接触式测温方式,针对传统装置存在的测量精度、实时性以及安装难等问题,设计了一种基于红外热电堆的测温装置。系统采用红外热电堆传感器采集温度信号,通过无线模块收发信号,将温度送至上位机,便于组成网络... 目前煤矿测温装置多数采用有线接触式测温方式,针对传统装置存在的测量精度、实时性以及安装难等问题,设计了一种基于红外热电堆的测温装置。系统采用红外热电堆传感器采集温度信号,通过无线模块收发信号,将温度送至上位机,便于组成网络,实现多点测温。由于非接触特性,还能够实现对矿井下运动的设备温度进行测量,具有可靠性高、速度快、实时性强等特点。 展开更多
关键词 红外 热电堆 无线模块 温度
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MEMS热电堆芯片固晶工艺参数的优化 被引量:5
15
作者 陈立国 姜勇涛 +2 位作者 倪灯塔 王敏锐 孙立宁 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期137-145,共9页
MEMS热电堆传感器能够实现对温度的精确测量,固晶工艺是其中关键一环,但目前尚缺乏有效方法精确优化MEMS热电堆固晶工艺参数。本文介绍了热电堆传感器的工作原理,提出了对固晶工艺参数(固晶厚度和爬胶高度)的要求。以固晶工艺要求为导向... MEMS热电堆传感器能够实现对温度的精确测量,固晶工艺是其中关键一环,但目前尚缺乏有效方法精确优化MEMS热电堆固晶工艺参数。本文介绍了热电堆传感器的工作原理,提出了对固晶工艺参数(固晶厚度和爬胶高度)的要求。以固晶工艺要求为导向,初步探究了压力参数对固晶工艺的影响并进行了压力参数的优化。在优化的压力参数下,实验探究了点胶高度和贴片高度对固晶工艺的影响,并缩小了两参数的选择范围。在此基础上,通过有限元ANSYS软件,分析在相同温度下,不同固晶厚度的银浆与芯片接触处的热应力分布,找出最佳的固晶厚度参数,并精确优化了点胶高度和贴片高度。最后,通过实验验证的方式,对此参数下的MEMS热电堆固晶强度给出了检测结果。结果表明:压力参数为0.3MPa、点胶高度为140μm、贴片高度为460μm时,固晶推力均值为43.14N。其固晶质量最好,能够满足固晶强度要求,有助于提高MEMS热电堆芯片封装的可靠性与成品率。 展开更多
关键词 MEMS热电堆芯片 温度检测 压力参数 点胶高度 贴片高度
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微机械非制冷红外热电堆探测器 被引量:3
16
作者 蔡小五 马斌 梁平治 《红外技术》 CSCD 北大核心 2005年第1期34-38,共5页
近年来,非制冷红外探测器应用和开发一直是令人关注的焦点之一,详细介绍了几种现阶段流 行的非制冷热电堆探测器的工艺制作方法以及所用材料,并介绍了近几年来热电堆探测器的发展情况。
关键词 非制冷红外探测器 热电堆 微机械 工艺制作 焦点 阶段 发展情况 开发
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基于热电堆结构的微型热传导真空传感器 被引量:2
17
作者 马斌 梁平治 +1 位作者 陈世军 程正喜 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期218-223,共6页
本文描述了一种与CMOS工艺完全兼容的热电堆微型热传导真空传感器。该传感器可在商业化的标准CMOS生产流水线上进行流片,配合后续的无掩模体硅各向异性腐蚀工艺,即可完成全部制造程序。器件敏感部分为124μm×100μm的多层复合薄膜... 本文描述了一种与CMOS工艺完全兼容的热电堆微型热传导真空传感器。该传感器可在商业化的标准CMOS生产流水线上进行流片,配合后续的无掩模体硅各向异性腐蚀工艺,即可完成全部制造程序。器件敏感部分为124μm×100μm的多层复合薄膜架空结构,其上制作了n型多晶硅加热器、20对由p型多晶硅条和铝条构成的热电堆。利用加热器对复合薄膜加热,在不同的真空状态下,薄膜呈现不同温度,温度值由热电堆转换为温差电动势输出。本文在以下方面进行详细描述:1.器件的结构设计和制造工艺;2.器件的稳态和瞬态有限元分析;3.测试结果与理论分析的对照。结果表明,在加热器1.5V恒压驱动条件下,器件的气压敏感范围为0.1Pa^105Pa(空气),此时热电堆输出电压范围为26mV^50mV,最大响应时间预计为1.4ms。 展开更多
关键词 热传导真空传感器 热电堆 塞贝克效应 微机电系统 四甲基氢氧化铵 有限元分析
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面向定量化红外遥感的热电堆探测器定标技术 被引量:1
18
作者 张磊 郑小兵 +2 位作者 林志强 王骥 刘昌锦 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期45-49,54,共6页
从红外遥感信息定量化的发展要求出发,分析了测辐射热计、热电堆探测器和热释电探测器的响应特性,选择薄膜热电堆探测器TS-76作为传递标准探测器。搭建高精度光谱响应率定标系统,使用宽波段可调谐激光器和绝对低温辐射计对TS-76探测器... 从红外遥感信息定量化的发展要求出发,分析了测辐射热计、热电堆探测器和热释电探测器的响应特性,选择薄膜热电堆探测器TS-76作为传递标准探测器。搭建高精度光谱响应率定标系统,使用宽波段可调谐激光器和绝对低温辐射计对TS-76探测器的线性、空间均匀性以及重复性进行了标定。按照国际通用不确定度评估规范,对光谱响应率测量结果进行不确定度分析和评估,联合不确定度小于1.5%,并根据实验结果提出实现高精度中远红外辐射定标的技术方案,证明基于热电堆探测器的红外辐射定标技术可以有效缩短标准传递的链路,提高定标的精度。 展开更多
关键词 红外遥感 薄膜热电堆 红外探测器 红外辐射定标
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一种新型环状热电堆传感器 被引量:1
19
作者 张恒 高明 +3 位作者 李杰 王志勇 刘欲文 汪存信 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2003年第5期1-2,10,共3页
设计了一种可以方便地增加热电偶数目和灵活调节时间常数的新型环状热电堆传感器。该热电堆由16个结构单元串联组成,每个结构单元由两个铝合金圆环组成,含有50对镍铬-康铜热电偶,整个热电堆一共由800对镍铬-康铜热电偶串联而成,通过增... 设计了一种可以方便地增加热电偶数目和灵活调节时间常数的新型环状热电堆传感器。该热电堆由16个结构单元串联组成,每个结构单元由两个铝合金圆环组成,含有50对镍铬-康铜热电偶,整个热电堆一共由800对镍铬-康铜热电偶串联而成,通过增加结构单元的数目可以方便地增加热电偶的数目从而提高测温精度。当采用铜丝替换部分热电偶时就可以灵活地调节时间常数,适应各种应用的要求。设计的结果表明该热电堆传感器可检测的最小温差为1.6×10^(-6)~2.1×10^(-6)K,被替换的热电偶的数目在0~50对时其时间常数可在30.3~188.8s内变化。 展开更多
关键词 环状热电堆传感器 热电 时间常数 热导式热量计 温差测量
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一种双端排布热电堆结构设计与仿真优化 被引量:1
20
作者 雷程 关一浩 +3 位作者 梁庭 武学占 白悦杭 熊继军 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期573-580,共8页
微机电系统(MEMS)红外热电堆是光谱仪、气体传感器、远程温度传感器等现代信息探测系统的核心工作器件,较高的表面利用率和响应度以及更简易的制备工艺将是未来该类器件制造技术的发展趋势。分别采用热偶条双端对称排布、取消红外吸收... 微机电系统(MEMS)红外热电堆是光谱仪、气体传感器、远程温度传感器等现代信息探测系统的核心工作器件,较高的表面利用率和响应度以及更简易的制备工艺将是未来该类器件制造技术的发展趋势。分别采用热偶条双端对称排布、取消红外吸收区、扩大冷端欧姆接触面积、支撑膜边缘开通绝热槽、充分发挥氮化硅钝化与红外吸收双功能作用等设计理念,对热偶条温差分布进行优化,研究热电堆性能的变化规律。采用ANSYS Workbench有限元分析软件对器件进行仿真发现:当传感器设计尺寸为1.5 mm×1.5 mm×0.3 mm,有效面积为1.21 mm^(2),绝热槽为1.1 mm×20μm时,双端开槽的热电堆探测器在具备更低制备成本的同时表现出最优性能。通过与普通双端热电堆性能进行仿真对比,发现绝热槽的引入使得探测器输出电压提升88.5%。这为未来温度传感器的设计制造提供了新颖的思路。 展开更多
关键词 热电堆红外探测器 绝热槽 双端对称排布 Ansys workbench有限元分析
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