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在超音速飞行器中应用的新型薄膜温度、薄膜高温压力传感器的研制

发布时间:2020-1-18      发布人:泽天传感      点击:

被称为“第三代传感器”的薄膜压力传感器,是国外80年代后针对新型武器装备的发展而开发的传感器新品种,其优越的耐恶劣环境性能受到世界各国的重视。

薄膜高温压力传感器:在超音速飞行器中,液压系统是飞机的关键系统之一,液压系统采用液压油作为工作介质,一旦液压油的压力消失,飞机将无法实现飞机的控制和降落。该研制产品用于测量高达200℃的高温流体。其主要研制难点是环境温度高,压力高,振动强,电磁干扰大。研究路线是在现有的技术基础上,研究解决敏感材料和薄膜的耐高温问题,解决强电磁干扰问题。

薄膜压力传感器

薄膜高温热流传感器:用于测量飞机壳体在高超音速飞行状态与空气磨擦所产生的热量。机载试验大约需要使用300多个传感器以测量壳体不同形状部位的热况,定型飞机的健康管理系统中仍然需要使用多个传感器监测关键部位的发热状况。该技术成果还可用于弹头材料的设计试验。其主要研制难点是工作温度高达1200℃,响应时间小于100μs,且要求体积轻巧,便于与机壳紧固安装。研究路线是采用离子束溅射和干法刻蚀技术在陶瓷基片上制造热敏电阻薄膜电桥,不同桥臂上再淀积不同厚度的阻热薄膜,以分别感测堆积热量和瞬变热量,通过电桥输出一定面积内的瞬变温度,再通过微电路转换成热量信号输出。

薄膜推力传感器:在超音速飞行器中,有多个反作用力控制系统、空中变轨和姿态控制系统,这些系统都是通过喷射高压气体来调节、控制飞行器的姿态和运行轨道,薄膜推力传感器用于测量喷射气体时产生的反推力。该传感器的主要研制难点是响应时间要达到2ms,并可测量高速脉动气体而不产生自振效应。研究路线是设计一种异型结构的圆柱形支撑应变体,在聚酰亚胺薄膜上制作金属电阻应变薄膜电桥,将应变电桥粘接到柱形应变体上形成传感器,避免传统的悬臂梁传感器在受到重复的脉冲力作用时发生谐振的问题,同时圆柱体中心可直接穿过气体喷管,解决传统的测量装置需要将喷管弯曲的问题,提高测量的真实性和准确度。

薄膜一体化高温压力温度传感器:用于测试飞机上RCS系统中储气瓶内及输气管道内的压力和温度。RCS系统用于飞机姿态的调整,高压储气瓶内压力高达60MPa,输气管道内的压力为5MPa,由于在高压储气瓶上开多个接口会影响气瓶的强度,因此要在一个接口上实现压力和温度的同时测量,缩小产品体积、减轻整机产品重量。每架大约有4-8个通道需要安装该产品。其主要研制难点是测量介质压力高、要求整体尺寸小,环境振动强、电磁干扰强。研究路线是采用离子束溅射和干法刻蚀技术在不锈钢弹性基片上同时制造压力敏感电桥和热敏薄膜电阻,在弹性基片上镀制多层稳定的薄膜组成压力-温度敏感元件,再通过微电路转换成准确的标准信号输出。

薄膜快速响应温度传感器:用于飞机液压系统液压油温的测量。该传感器的主要研制难点是,敏感元件要设计在可承受40MPa高压的防护壳内,响应时间要小于100mS。研究路线是采用离子束溅射和干法刻蚀技术在快速传热的基片上制造热敏薄膜电阻。本文源自泽天传感,转载请保留出处。