耐高温底层隔板式壁面剪应力微传感器制造工艺

发布时间：2024-12-26 03:45

　　流体壁面剪应力(Wall shear stress)又被称为摩阻应力,是流体力学的基本参量之一。它的有效测量是精确掌握摩擦阻力的基础,也是判断边界层流动状态的重要依据。采用微机电系统(MEMS)技术制备的剪应力微传感器具有尺寸小、响应快、灵敏度高等特点,然而受结构、材料、加工工艺等的制约,绝大多数此类微传感器均较难适用于高焓恶劣流场环境(具有高马赫数、高温、气体污浊等特点)。MEMS底层隔板具有鲁棒性强、耐受杂质颗粒污染等独特优势,针对高马赫数高温恶劣流场环境,开展耐高温底层隔板式壁面剪应力微传感器制造工艺及其应用基础研究,对提升我国高超声速飞行技术的实验测试能力有重要帮助。本论文在分析了几类剪应力测量技术的研究现状和存在问题的基础上,结合超燃冲压发动机高温内流测试需求,对耐高温底层隔板微传感器的结构方案、关键工艺、加工技术、测试实验等展开应用基础研究,获得了耐高温、高频响、大量程的剪应力微传感器样件,并在直连式脉冲燃烧高温风洞的隔离段和扩张段完成了超燃冲压发动机流场的壁面剪应力测量。在耐高温MEMS底层隔板的设计加工方面,根据超燃冲压发动机隔离段流场工况条件和测试需求,设定了微传感器的...

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1 0 浮动式壁面剪应力微传感器[50]

2013年，吕海峰等人研发了一种浮动式剪应力微传感器[27,50]。通过可动梳齿与固定梳齿之间的电容量变化，推算出壁面剪应力的大小[50-51]。2018年，马骋宇也进行了类似研究，采用耐高温底层隔板式加工工艺制造了壁面剪应力微传感器，浮动式壁面剪应力微传感器示意图如图10所示，....

本文编号：4020478