發(fā)布時間：2017-08-02 19:30

  本文關(guān)鍵詞：微納膜厚熱電偶制備與動態(tài)標定方法研究

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【摘要】：微納膜厚熱電偶具有良好的時空分辨率,因此其在化工安全、航空航天、工業(yè)生產(chǎn)等存在瞬態(tài)測溫需求的領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用,隨著各行業(yè)對瞬態(tài)測溫的需求的提高,其對微納膜厚熱電偶的制備及動態(tài)特性的準確評價提出了更高的要求。然而,現(xiàn)有微納膜厚熱電偶制備工藝存在設(shè)備成本高、制作過程復(fù)雜等問題,限制了微納膜厚熱電偶成本的降低及產(chǎn)品推廣。同時,對于微納膜厚熱電偶的動態(tài)標定缺乏統(tǒng)一的方法,限制了其在瞬態(tài)測溫領(lǐng)域的應(yīng)用。因此開展對快速低成本的微納膜厚制備工藝和動態(tài)特性標定方法的研究,對微納膜厚熱電偶在瞬態(tài)測溫領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的意義。為了解決微納膜厚熱電偶制備工藝成本高昂及缺乏統(tǒng)一的動態(tài)標定方法問題,本文從以下三個方面對微納膜厚熱電偶的制備和動態(tài)特性標定方法進行了研究。首先,本文創(chuàng)新性的采用電子印刷工藝制備微納膜厚熱電偶,將純金漿、純鉑漿印刷在氧化鋯陶瓷基板表面形成熱電偶結(jié)點,完成微納膜厚金鉑熱電偶的制備。電子印刷工藝設(shè)備成本低,制作過程簡單且效率高。其次,對所制備的金鉑熱電偶進行靜態(tài)標定,根據(jù)靜態(tài)標定原理及微納膜厚熱電偶特點,搭建實驗平臺,設(shè)計標定方案,完成微納膜厚金鉑熱電偶靜態(tài)特性的評定。最后,對金鉑熱電偶動態(tài)標定過程建立零維傳熱模型,分析理想動態(tài)標定方法所需滿足條件,并計算理想標定方法下金鉑熱電偶的時間常數(shù)。結(jié)合理論分析設(shè)計動態(tài)標定方案,完成金鉑熱電偶在油浴階躍法、激光脈沖法兩種標定方法下的動態(tài)標定。本文通過對電子印刷工藝制備微納膜厚熱電偶的研究和傳感器動靜態(tài)標定實驗及理論分析,為微納膜厚熱電偶低成本的制備提供了新思路,為動態(tài)標定方法的研究提供了一定借鑒。
【關(guān)鍵詞】：微納膜厚熱電偶 電子印刷 動態(tài)特性 動態(tài)標定
【學(xué)位授予單位】：中國計量學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH811
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-14
• 1 緒論14-21
• 1.1 研究背景和意義14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 微納膜厚熱電偶制備研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.2 微納膜厚熱電偶動態(tài)特性理論研究現(xiàn)狀17
• 1.2.3 微納熱電偶動態(tài)標定方法研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本論文研究內(nèi)容18-20
• 1.3.1 論文主要研究內(nèi)容19
• 1.3.2 論文組織及結(jié)構(gòu)19-20
• 1.4 論文創(chuàng)新點20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 2 微納膜厚熱電偶相關(guān)理論21-35
• 2.1 熱電偶基本原理及定律21-27
• 2.1.1 熱電效應(yīng)21-24
• 2.1.2 熱電偶相關(guān)定律24-27
• 2.2 微納膜厚熱電偶傳熱理論分析27-34
• 2.2.1 基本傳熱方式27-29
• 2.2.2 集總熱容法29-30
• 2.2.3 動態(tài)標定過程傳熱分析30-34
• 2.2.4 理想動態(tài)標定實驗方案基本要求34
• 2.3 本章小結(jié)34-35
• 3 微納膜厚熱電偶的制備35-43
• 3.1 電子印刷工藝35-36
• 3.2 微納膜厚熱電偶結(jié)構(gòu)設(shè)計與材料選擇36-40
• 3.2.1 微納膜厚熱電偶結(jié)構(gòu)設(shè)計36-37
• 3.2.2 微納膜厚熱電偶材料選取37-40
• 3.3 制備流程40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 4 微納膜厚熱電偶靜態(tài)標定43-51
• 4.1 靜態(tài)標定平臺搭建43-46
• 4.1.1 放大電路44-45
• 4.1.2 采集裝置45-46
• 4.1.3 上位機程序46
• 4.2 靜態(tài)標定實驗46-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 5 微納膜厚熱電偶動態(tài)標定51-66
• 5.1 動態(tài)標定原理51-53
• 5.1.1 普通傳感器動態(tài)標定51
• 5.1.2 微納膜厚熱電偶動態(tài)標定方法51-53
• 5.2 動態(tài)標定平臺設(shè)計53-55
• 5.2.1 放大電路53
• 5.2.2 采集裝置53-54
• 5.2.3 上位機程序54-55
• 5.3 油浴動態(tài)標定實驗55-57
• 5.3.1 油浴動態(tài)標定裝置55
• 5.3.2 油浴動態(tài)標定過程55-56
• 5.3.3 標定結(jié)果56-57
• 5.4 激光動態(tài)標定實驗系統(tǒng)設(shè)計57-64
• 5.4.1 激光動態(tài)標定裝置58-59
• 5.4.2 激光動態(tài)標定過程59-60
• 5.4.3 標定結(jié)果60-64
• 5.5 微納膜厚熱電偶動態(tài)響應(yīng)時間的理論及測量結(jié)果分析64-65
• 5.6 本章小結(jié)65-66
• 6 結(jié)論與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻68-70
• 作者簡歷70

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本文編號：610887