專利名稱：新型布圖薄膜電路熱流計傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利是測量熱量〔熱流〕的轉(zhuǎn)移輸送的儀器，屬于熱阻式熱流計傳感器(測頭)，其原理是眾多的熱電偶串聯(lián)形成的熱電堆。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的熱流傳感器有四種形式，1.傳統(tǒng)的是用金屬絲〔如康銅〕先在眾多的絕緣板條(插片)上繞線圈，然后將此金屬絲線圈的一半鍍上另一種金屬〔如銅〕，在絕緣板條的兩面形成眾多串聯(lián)的熱電偶——即串聯(lián)的熱電偶線圈。2.經(jīng)中國專利數(shù)據(jù)庫和美國專利數(shù)據(jù)庫96--2002用標(biāo)題〔TITTLE〕熱流計和thermopile檢索，現(xiàn)美國專利的熱流計測頭為保證線路參數(shù)一致規(guī)范，都是用半導(dǎo)體技術(shù)制成，半導(dǎo)體熱流計測頭由于成本太高僅能用在高端領(lǐng)域。3.發(fā)明人在2002.5.13日申請的02119510.2號發(fā)明專利(已授權(quán))設(shè)計了一種新型的平面繞線式熱流計測頭——其不繞線圈，不用插片；采用棋盤狀0-1起伏的模壓面板使布線形成0-1起伏；提高了參數(shù)的一致性和精度。4.發(fā)明人在2003.9.30日申請的03127254.1號發(fā)明專利設(shè)計了一種新型的薄膜電路平面布線式熱流計測頭，采用棋盤狀0-1起伏的模壓面板使布線形成0-1起伏；進(jìn)一步提高了參數(shù)的一致性和精度。
2004.4.9日，再次就中國知識產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫用標(biāo)題熱流計——查得專利共三項，其中兩項為發(fā)明人的授權(quán)專利；熱電堆——查得發(fā)明專利共十項，實用新型共六項；查美國專利商標(biāo)局公開專利數(shù)據(jù)庫，時間2001—今，用標(biāo)題〔TITTLE〕thermopile檢索，共有十一項專利；除發(fā)明人的兩項專利是平面布線構(gòu)造外，其他的仍然是半導(dǎo)體或線圈或半導(dǎo)體加連線構(gòu)造。因此就低成本、高精度的平面布線型熱流傳感器領(lǐng)域，仍是發(fā)明人的在先申請是最接近的對比專利。
03127254.1號發(fā)明專利用薄膜電路改進(jìn)了02119510.2號發(fā)明專利的繞線式電路，在線路形式及參數(shù)的一致性和精度方面取得了質(zhì)的進(jìn)步。發(fā)明人通過進(jìn)一步研究、試驗，對薄膜電路布圖和面板進(jìn)行改進(jìn)，再一次提高熱流傳感器的精度和降低成本。

發(fā)明內(nèi)容
本專利保持03127254.1號發(fā)明專利所用的薄膜印刷電路布線，同時改變線路、面板布圖，將電鍍段由平行布置(布圖)改為交錯布置(布圖)，將棋盤狀0-1起伏的模壓面板改為條狀0-1起伏的模壓或非模壓面板，從而形成新版圖的熱電堆型熱流傳感器。
新型布圖薄膜電路熱流計傳感器有面板和熱電堆，是這樣實現(xiàn)的一根縱向邊較長底邊短的正反相連的多個U形或V形連接的金屬線條用印刷電路工藝蝕刻在鍍上或復(fù)合上一層金屬(如康銅)的絕緣柔性薄膜(如塑料膜)上——即薄膜金屬復(fù)合面上，且在該線條上縱向分段間隔電鍍有另一種金屬(如銅)，在橫向并列線段的電鍍段相互間隔錯開，電鍍段的接頭既熱電偶接頭在橫向保持多列一字排開，形成兩種金屬串聯(lián)的熱電偶接頭——既鍍層在橫向錯位的薄膜金屬復(fù)合印刷電路熱電堆基片；兩塊互補(bǔ)的絕緣面板——每塊是如0-1數(shù)字信號波形一般高低起伏的條狀臺階面，且臺階尺度與熱電偶接頭的分段對應(yīng)，粘合熱電堆基片于其間，從而模壓熱電堆電路的相鄰熱電偶接頭也如0-1一般在臺階上下順次高低起伏；由此使得相連的接頭一個在臺階上一個在臺階下，相對外表面形成不同的熱阻，從而在臺階上下形成溫差，使得熱電偶產(chǎn)生溫差電流和電壓，從線的兩端予以檢測，即可確定通過的熱流量。
本專利與現(xiàn)有技術(shù)比有以下實質(zhì)性的改進(jìn)以現(xiàn)代電子印刷電路取代傳統(tǒng)繞線，線長、電鍍、電阻、電容、電感的精度有本質(zhì)性的提高。規(guī)模生產(chǎn)效率大為提高，成本降低；本專利創(chuàng)新的如0-1數(shù)字信號波形一般高低起伏的條狀臺階面板取代棋盤狀面板，面板尺度由三維降為兩維，模具制作簡化、精度更高，成本更低；創(chuàng)新了鍍層在橫向錯位的優(yōu)化布線圖案(成本沒有增加)，使面板成為橫向的條形、不再有橫向的0-1凹凸尺度限制，從而使布線密度可成倍的增加，信號成倍的增強(qiáng)、精度提高；配套檢測設(shè)備的靈敏度可降低，檢測設(shè)備的投資成本下降，更有利于節(jié)能檢測的普及。


圖1是線路平面示意圖。
圖2是面板平面示意圖。
圖3是面板正面示意圖。
圖4是上下面板與薄膜電路熱電堆基片的正面裝配示意圖。
薄膜[1]做印刷電路的基層，縱向平行的印刷電路金屬線〔2〕，錯位分段間隔鍍上另一種金屬〔3〕，熱電偶接頭[4]，面板〔5〕。
具體實施例方式見圖1用印刷電路工藝蝕刻成附在薄膜[1]上的正反相連的U或V形金屬線〔2〕布線，金屬線〔2〕縱向邊畫分成N份的分段，縱向間隔、橫向間隔錯開分段鍍上另一種金屬〔3〕。
見圖2平面圖和圖3正面圖如0-1數(shù)字信號波形一般高低起伏的條狀臺階面板，其條狀一凹一凸。
見圖4圖中小圓圈[4]表示熱電偶接頭，兩塊是如0-1數(shù)字信號波形一般高低起伏的條狀臺階面板〔5〕粘貼在兩面保護(hù)熱電堆，模壓定型熱電堆布線——使串聯(lián)的熱電偶接頭也順次的0-1高低起伏。由此使得相連的接頭一個在臺階上一個在臺階下，相對外表面形成不同的熱阻，從而在臺階上下形成溫差，使得熱電偶產(chǎn)生溫差電流和電壓，從線的兩端予以檢測，即可確定通過的熱流量。
權(quán)利要求
1.新型布圖薄膜電路熱流計傳感器有面板和熱電堆，其特征是一根縱向邊較長底邊短的正反相連的多個U形或V形連接的金屬線條用印刷電路工藝蝕刻在鍍上或復(fù)合上一層金屬的絕緣柔性薄膜上，且在該線條上縱向分段間隔電鍍有另一種金屬，在橫向并列線段的電鍍段相互間隔錯開，電鍍段的接頭既熱電偶接頭在橫向保持多列一字排開，形成兩種金屬串聯(lián)的熱電偶接頭——既電鍍段在橫向錯位的薄膜金屬復(fù)合印刷電路熱電堆基片；兩塊互補(bǔ)的絕緣面板——每塊是如0-1數(shù)字信號波形一般高低起伏的條狀臺階面，且臺階尺度與熱電偶接頭的分段對應(yīng)，粘合熱電堆基片于其間，從而模壓熱電堆電路的相鄰熱電偶接頭也如0-1一般在臺階上下順次高低起伏。
全文摘要
新型布圖薄膜電路熱流計傳感器是熱能轉(zhuǎn)移過程的量化檢測儀器。熱流計在國外大量的應(yīng)用在發(fā)電、煉鋼、化工產(chǎn)品的分解與合成、建筑采暖、空調(diào)等熱力過程的節(jié)能與安全保護(hù)檢測，而我國還處于推廣初期。2004年4月9日，對中國知識產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索——查得熱流計專利共三項，說明我國的熱能檢測研究還需要有大的發(fā)展。我國單位產(chǎn)值的能耗數(shù)倍于先進(jìn)國家，必然對節(jié)能檢測工作和監(jiān)測儀器有一個大的需求和發(fā)展。本發(fā)明采用新型平面印刷電路，使成本降低、精度提高，便于普及節(jié)能檢測。
文檔編號G01K17/00GK1563920SQ20041003456
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月19日
發(fā)明者廖亞非 申請人:重慶大學(xué)