微纳膜厚热电偶制备与动态标定方法研究

发布时间：2017-08-02 19:30

  本文关键词：微纳膜厚热电偶制备与动态标定方法研究

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【摘要】：微纳膜厚热电偶具有良好的时空分辨率,因此其在化工安全、航空航天、工业生产等存在瞬态测温需求的领域中得到越来越广泛的应用,随着各行业对瞬态测温的需求的提高,其对微纳膜厚热电偶的制备及动态特性的准确评价提出了更高的要求。然而,现有微纳膜厚热电偶制备工艺存在设备成本高、制作过程复杂等问题,限制了微纳膜厚热电偶成本的降低及产品推广。同时,对于微纳膜厚热电偶的动态标定缺乏统一的方法,限制了其在瞬态测温领域的应用。因此开展对快速低成本的微纳膜厚制备工艺和动态特性标定方法的研究,对微纳膜厚热电偶在瞬态测温领域的应用具有重要的意义。为了解决微纳膜厚热电偶制备工艺成本高昂及缺乏统一的动态标定方法问题,本文从以下三个方面对微纳膜厚热电偶的制备和动态特性标定方法进行了研究。首先,本文创新性的采用电子印刷工艺制备微纳膜厚热电偶,将纯金浆、纯铂浆印刷在氧化锆陶瓷基板表面形成热电偶结点,完成微纳膜厚金铂热电偶的制备。电子印刷工艺设备成本低,制作过程简单且效率高。其次,对所制备的金铂热电偶进行静态标定,根据静态标定原理及微纳膜厚热电偶特点,搭建实验平台,设计标定方案,完成微纳膜厚金铂热电偶静态特性的评定。最后,对金铂热电偶动态标定过程建立零维传热模型,分析理想动态标定方法所需满足条件,并计算理想标定方法下金铂热电偶的时间常数。结合理论分析设计动态标定方案,完成金铂热电偶在油浴阶跃法、激光脉冲法两种标定方法下的动态标定。本文通过对电子印刷工艺制备微纳膜厚热电偶的研究和传感器动静态标定实验及理论分析,为微纳膜厚热电偶低成本的制备提供了新思路,为动态标定方法的研究提供了一定借鉴。
【关键词】：微纳膜厚热电偶 电子印刷 动态特性 动态标定
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH811
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 绪论14-21
• 1.1 研究背景和意义14
• 1.2 国内外研究现状14-18
• 1.2.1 微纳膜厚热电偶制备研究现状14-17
• 1.2.2 微纳膜厚热电偶动态特性理论研究现状17
• 1.2.3 微纳热电偶动态标定方法研究现状17-18
• 1.3 本论文研究内容18-20
• 1.3.1 论文主要研究内容19
• 1.3.2 论文组织及结构19-20
• 1.4 论文创新点20
• 1.5 本章小结20-21
• 2 微纳膜厚热电偶相关理论21-35
• 2.1 热电偶基本原理及定律21-27
• 2.1.1 热电效应21-24
• 2.1.2 热电偶相关定律24-27
• 2.2 微纳膜厚热电偶传热理论分析27-34
• 2.2.1 基本传热方式27-29
• 2.2.2 集总热容法29-30
• 2.2.3 动态标定过程传热分析30-34
• 2.2.4 理想动态标定实验方案基本要求34
• 2.3 本章小结34-35
• 3 微纳膜厚热电偶的制备35-43
• 3.1 电子印刷工艺35-36
• 3.2 微纳膜厚热电偶结构设计与材料选择36-40
• 3.2.1 微纳膜厚热电偶结构设计36-37
• 3.2.2 微纳膜厚热电偶材料选取37-40
• 3.3 制备流程40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 微纳膜厚热电偶静态标定43-51
• 4.1 静态标定平台搭建43-46
• 4.1.1 放大电路44-45
• 4.1.2 采集装置45-46
• 4.1.3 上位机程序46
• 4.2 静态标定实验46-50
• 4.3 本章小结50-51
• 5 微纳膜厚热电偶动态标定51-66
• 5.1 动态标定原理51-53
• 5.1.1 普通传感器动态标定51
• 5.1.2 微纳膜厚热电偶动态标定方法51-53
• 5.2 动态标定平台设计53-55
• 5.2.1 放大电路53
• 5.2.2 采集装置53-54
• 5.2.3 上位机程序54-55
• 5.3 油浴动态标定实验55-57
• 5.3.1 油浴动态标定装置55
• 5.3.2 油浴动态标定过程55-56
• 5.3.3 标定结果56-57
• 5.4 激光动态标定实验系统设计57-64
• 5.4.1 激光动态标定装置58-59
• 5.4.2 激光动态标定过程59-60
• 5.4.3 标定结果60-64
• 5.5 微纳膜厚热电偶动态响应时间的理论及测量结果分析64-65
• 5.6 本章小结65-66
• 6 结论与展望66-68
• 6.1 总结66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-70
• 作者简历70

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2 安徽 刘军;浅谈热电偶传感器[N];电子报;2007年

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8 于方舟;微纳膜厚热电偶制备与动态标定方法研究[D];中国计量学院;2015年

9 王亚楠;基于薄膜热电偶的瞬态切削温度仿真与试验研究[D];大连交通大学;2012年

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本文编号：610887