本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于測(cè)量微距離溫差的高精度厚膜型熱電偶組，該熱電偶組的結(jié)構(gòu)是：在陶瓷基片上印刷有正、負(fù)極漿料，漿料通過(guò)燒結(jié)，在陶瓷基片上形成鉑層的負(fù)極和鉑銠層的正極，其中，鉑負(fù)極層厚度為30～40μm，鉑銠正極層的厚度為30～40μm，負(fù)極為若干條相互平行的與水平面垂直的豎線，正極為若干條相互平行的斜線，每條斜線與水平面呈45°角，負(fù)極與正極交錯(cuò)排列，相鄰的負(fù)極與正極頭尾連接，端頭的負(fù)極連接有鉑熱電偶絲，正極連接有鉑銠熱電偶絲。該熱電偶組溫差測(cè)量精度高，用于航空航天領(lǐng)域中測(cè)量距離為毫米級(jí)的兩點(diǎn)間溫差。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于航空航天領(lǐng)域的測(cè)量距離溫度的熱電偶組件，特別涉及一種微距離溫差測(cè)量用高精度厚膜型熱電偶組。
技術(shù)介紹
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的需要，測(cè)溫技術(shù)也不斷地改進(jìn)和提高，測(cè)溫范圍越來(lái)越廣，測(cè)溫元件的種類也越來(lái)越越多，工業(yè)生產(chǎn)中常用的測(cè)溫儀有電阻溫度計(jì)、溫差熱電偶等。其中厚膜型熱電偶是利用厚膜印刷工藝制備的一種結(jié)構(gòu)全新的測(cè)溫元件。該工藝方法具有材料消耗低、參數(shù)調(diào)整周期短、可實(shí)現(xiàn)大批量的機(jī)械化生產(chǎn)等特點(diǎn)。航空航天領(lǐng)域中需用測(cè)量距離為毫米級(jí)的兩點(diǎn)間溫差。然而由于熱輻射較快，這種微小距離的兩點(diǎn)間溫差較小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)測(cè)溫儀的最小分辨率，溫差測(cè)量誤差較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微距離溫差測(cè)量用高精度厚膜S型熱電偶組，該熱電偶組溫差測(cè)量精度高，用于航空航天領(lǐng)域中測(cè)量距離為毫米級(jí)的兩點(diǎn)間溫差。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)技術(shù)方案如下 用于測(cè)量微距離溫差的高精度厚膜型熱電偶組的正、負(fù)極漿料， 負(fù)極漿料包括純鉬粉、玻璃粉和有機(jī)溶劑，將三者混勻后，制成負(fù)極漿料，其中，純鉬粉、玻璃粉與有機(jī)溶劑的重量比為12 3 10 ;正極料漿包括純鉬粉、純銠粉、玻璃粉和有機(jī)溶劑，將四者均勻混合后，制成正極漿料，其中純鉬粉和純銠粉的重量比為9 :1，鉬銠金屬粉、玻璃粉與有機(jī)溶劑的重量比為12 3 10 ； 其正、負(fù)極中玻璃粉的各組份的重量百分比為8% 11%A1203、3% 6%Mg0、19% 22%Ba0、43% 46%H3B03、20% 23%Si02 ;有機(jī)溶劑的各組分的配比為乙基纖維素12 14%、醋酸丁酯疒9 %、松油醇72 75%、正丁醇4 6 %。所述純鉬粉電阻比為I. 3851，粒徑為20 80 μ m。所述純鉬粉和純銠粉的粒徑均為2(Γ80 μ m。用于測(cè)量微距離溫差的高精度厚膜型熱電偶組，將上述的正、負(fù)極漿料，燒結(jié)在陶瓷基片上，形成鉬層的負(fù)極和鉬銠層的正極，其中，鉬負(fù)極層厚度和鉬銠正極層的厚度均為30 40 μ m,負(fù)極為若干條相互平行的與水平面垂直的豎線，正極為若干條相互平行的斜線，每條斜線與水平面呈45°角，負(fù)極與正極交錯(cuò)排列，相鄰的負(fù)極與正極頭尾連接，端頭的負(fù)極連接有鉬熱電偶絲，正極連接有鉬銠熱電偶絲。每條負(fù)極豎線的長(zhǎng)度為擬測(cè)量微距離的長(zhǎng)度，相鄰負(fù)極兩豎線之間的間距為100 lOOOum。每條正極的長(zhǎng)度為擬測(cè)量微距離的長(zhǎng)度I. 41倍，相鄰兩條斜線之間的間距為100 lOOOum。所述陶瓷基片含95% A1203。上述用于測(cè)量微距離溫差的高精度厚膜型熱電偶組的制備方法如下 負(fù)極采用傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將印刷圖形曝光在涂有光刻膠的絲網(wǎng)上，制成圖形基板，用此圖形將負(fù)極材料的漿料印刷在含95% Al2O3的陶瓷基片上，燒結(jié)，形成厚度為30 40 μπι的鉬層負(fù)極。燒結(jié)溫度為1100°C，燒結(jié)時(shí)間為25min。負(fù)極為多條與水平面垂直平行的豎線，每條豎線長(zhǎng)度為擬測(cè)量的兩點(diǎn)間溫差之間的距離，豎線的個(gè)數(shù)可為100 1000個(gè)，相鄰兩條豎線的間距為100 lOOOum。正極正極漿料的印刷同樣采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將印刷圖形曝光在涂有光刻膠的絲網(wǎng)上，制成圖形基板，然后利用此圖形將正極漿料印刷在已印有負(fù)極的陶瓷基片上，燒結(jié)，形成厚度為30 40 μπι的鉬銠層正極。正極燒的結(jié)溫度為1300°C，燒結(jié)時(shí)間為35min。正極的圖形為多條平行的斜線狀，每條斜線與水平面呈45°角，長(zhǎng)度為擬測(cè)量的兩點(diǎn)溫差之間距離的I. 41倍，斜線的印刷個(gè)數(shù)與負(fù)極相同，可以為100 1000條，相鄰兩條 斜線的間距為100 lOOOum。引線焊接端頭的負(fù)極連接有鉬熱電偶絲，正極連接有鉬銠熱電偶絲。為防止熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線引出端的雜散電勢(shì)的影響，采用S型熱電偶絲直接燒焊引出。厚膜熱電偶組的制作經(jīng)兩次印刷和兩次燒結(jié)，為防止高溫污染采用先印刷鉬極(負(fù)極)，iioo°c燒結(jié)，后印刷鉬銠極(正極)，i3oo°c燒結(jié)鉬銠正極。燒結(jié)后，有機(jī)溶劑完全揮發(fā)，僅剩余玻璃粉和金屬粉(鉬粉或鉬銠粉)，其中玻璃粉作為連接材料將金屬粉粘連在Al2O3陶瓷基片上。本專利技術(shù)采用印刷漿料技術(shù)將100 1000對(duì)S型熱電偶組成串聯(lián)電路，因此將擬測(cè)量的兩點(diǎn)間的溫差電勢(shì)信號(hào)放大了 100 1000倍，將采集的電勢(shì)值除以熱電偶組的對(duì)數(shù)即為兩點(diǎn)間溫差電勢(shì)的平均值，這樣大大提高了測(cè)溫的精度。其中每對(duì)熱電偶的印刷長(zhǎng)度為擬測(cè)量的兩點(diǎn)間溫差間距，可根據(jù)技術(shù)需求調(diào)節(jié)印刷長(zhǎng)度，如需要測(cè)量2 mm間距處的溫差，則熱電偶組的印刷長(zhǎng)度為2mm ;測(cè)量5mm間距處的溫差，則熱電偶組的印刷長(zhǎng)度為5mm。本專利技術(shù)所述的鉬粉、銠粉均采用含量為99. 99%的市售產(chǎn)品；Al203、Mg0、Ba0、H3B03、SiO2以及有機(jī)溶劑均采用分析純的市售產(chǎn)品。下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此將本專利技術(shù)限制在所述的實(shí)施例范圍之中。附圖說(shuō)明圖I為N對(duì)用于測(cè)量微距離溫差的高精度厚膜型熱電偶組的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖I。實(shí)施例I 擬測(cè)量距離為2mm的兩點(diǎn)間溫差 將電阻比為 I. 3851，粒徑為 30 μ m, 12g 鉬粉、3g 玻璃粉(9%Al203、5%Mg0、20%Ba0、45%H3B03、21%Si02 )和IOg有機(jī)溶劑(乙基纖維素13 %、醋酸丁酯9 %、松油醇73%、正丁醇5 %)均勻混合，制成負(fù)極材料漿料。將10. 8 g鉬粉、I. 2g銠粉、3g玻璃粉(9%Al203、5%Mg0、20%Ba0,45%Η3Β03>21%SiO2 )和IOg有機(jī)溶劑(乙基纖維素13 %、醋酸丁酯9 %、松油醇73%、正丁醇5 %)均勻混合，均勻混合制成正極材料漿料。采用傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將印刷圖形曝光在涂有光刻膠的絲網(wǎng)上，制成圖形基板，然后利用此圖形將負(fù)極漿料印刷在含95% Al2O3的陶瓷基片上。負(fù)極漿料的印刷圖形為，100條與水平面垂直切相互平行的豎線，每條豎線長(zhǎng)度H為2mm，相鄰兩條豎線的間距D為200um。然后進(jìn)行負(fù)極漿料燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1000°C，燒結(jié)時(shí)間為20min，形成厚度為3(Γ40 μ m的鉬層負(fù)極I。正極漿料的印刷同樣采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)，將印刷圖形曝光在涂有光刻膠的絲網(wǎng)上，制成圖形基板，然后利用此圖形將正極漿料印刷在已印有負(fù)極熱電偶漿料的陶瓷基片上。正極漿料的印刷圖形為100條平行的斜線，每條斜線與水平面呈45°角，長(zhǎng)度為2. 82 mm，相鄰兩條斜線的間距為200um，正極鉬粉漿料的燒結(jié)溫度為1300°C，燒結(jié)時(shí)間為30min，形成厚度為3(Γ40 μ m的鉬銠層正極2。負(fù)極與正極交錯(cuò)排列，相鄰的負(fù)極與正極頭尾連接，端頭的負(fù)極連接有鉬熱電偶絲S，正極連接有鉬銠熱電偶絲S'。為防止熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線引出端的雜散電勢(shì)的影響，采用直徑為O. 4mm的S型熱電偶絲作為延長(zhǎng)線，在熱電偶端直接燒焊引出測(cè)量延長(zhǎng)線。實(shí)施例2 擬測(cè)量距離為4mm的兩點(diǎn)間溫差將電阻比為 I. 3851，粒徑為 30 μ m, 12g 鉬粉、3g 玻璃粉(9%Al203、5%Mg0、20%Ba0、45%H3B03、21%Si02 )和IOg有機(jī)溶劑(乙基纖維素13 %、醋酸丁酯9 %、松油醇73%、正丁醇5 %)均勻混合，制成負(fù)極材料漿料。將10. 8 g鉬粉、I. 2本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于測(cè)量微距離溫差的高精度厚膜型熱電偶組的正、負(fù)極漿料，其特征在于：負(fù)極漿料包括純鉑粉、玻璃粉和有機(jī)溶劑，將三者混勻后，制成負(fù)極漿料，其中，純鉑粉、玻璃粉與有機(jī)溶劑的重量比為12：3：10；正極料漿包括純鉑粉、純銠粉、玻璃粉和有機(jī)溶劑，將四者均勻混合后，制成正極漿料，其中純鉑粉和純銠粉的重量比為9：1，鉑銠金屬粉、玻璃粉與有機(jī)溶劑的重量比為12：3：10。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳潔，鞠華，羅松，趙彥，張立新，劉敏，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：重慶材料研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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