一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括：輻射型熱源、控制系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、放大電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)，其中：控制系統(tǒng)連接輻射型熱源，冷卻水系統(tǒng)與輻射型熱源連接，薄膜熱電偶樣品通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線依次與放大電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)連接；本發(fā)明采用的輻射型熱源的最快溫升能力達(dá)250℃/秒，將輻射型熱源作為激勵(lì)熱源對(duì)薄膜熱電偶樣品進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，結(jié)果表明，從室溫升到1200℃時(shí)，此方法能夠?qū)崿F(xiàn)薄膜熱電偶的動(dòng)態(tài)測(cè)試。
【專利說(shuō)明】
一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及溫度傳感器的瞬態(tài)測(cè)試方法，具體地，涉及一種采用輻射型熱源對(duì)薄膜熱電偶進(jìn)行高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的工作溫度越來(lái)越高，燃燒室中的燃?xì)鉁囟群腿細(xì)鈮毫Σ粩嗵岣?，為了保證關(guān)鍵熱端部件工作正常，找出過(guò)熱點(diǎn)并采取相應(yīng)的措施，必須對(duì)熱端溫度場(chǎng)進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量。
[0003]與絲狀熱電偶相比，薄膜熱電偶具有微型化設(shè)計(jì)和集成化制造的特點(diǎn)，可成功覆蓋狹窄流道或小空間壁面的溫度測(cè)試。同時(shí)薄膜溫度傳感器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)部件結(jié)構(gòu)破壞程度小、不影響流場(chǎng)性能，且測(cè)試精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間快、可陣列化與批量化，因此特別適于測(cè)量物體表面和小間隙場(chǎng)所的溫度，尤其是對(duì)測(cè)試響應(yīng)時(shí)間要求較高或溫度快速變化的區(qū)域。
[0004]通常薄膜熱電偶動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度用時(shí)間常數(shù)τ來(lái)表示，即階躍響應(yīng)曲線上升63.2%所用的時(shí)間。
[0005]動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間的大小不僅取決于傳感器的熱容量大小，還與升溫時(shí)的溫度差有關(guān)，如對(duì)于同樣的傳感器，從室溫升溫到1200 °C時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間大于室溫升溫到200 0C時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間。
[0006]目前常用的測(cè)量熱電偶時(shí)間常數(shù)的方法主要有可調(diào)Q值激光法、水滴法、激波管法、電加熱法等，其中激光法是最常用的方法。但根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，(Static and dynamiccalibrat1n of thin-fiIm thermocouples by means of a laser modulat1ntechnique，《Review of Scientific Instruments》，2000，71(ll):4306-4313)，目前激光法也僅限于測(cè)量升溫到200 0C時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間。
[0007]經(jīng)檢索，公開(kāi)號(hào)為CN103335739A、申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310304085.8的中國(guó)發(fā)明專利，該專利公開(kāi)一種熱電偶高溫測(cè)試系統(tǒng)，其包括鎢錸熱電偶、模擬處理電路、A/D轉(zhuǎn)換器、SRAM芯片、CPLD芯片、單片機(jī)、冷端補(bǔ)償溫度傳感器、USB接口和計(jì)算機(jī);該發(fā)明提供的熱電偶高溫測(cè)試系統(tǒng)是一種將傳感器、適配放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、控制電路、接口電路及微型電池集合在一起的微型化測(cè)試系統(tǒng)。該方法只能對(duì)熱電偶性能進(jìn)行靜態(tài)測(cè)試，主要是通過(guò)測(cè)量熱電勢(shì)輸出的大小來(lái)測(cè)量溫度，不能測(cè)試熱電偶的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)及方法，采用輻射型熱源，即通過(guò)鹵鎢燈輻射發(fā)熱來(lái)給薄膜熱電偶一個(gè)瞬態(tài)高溫溫度階躍，可以測(cè)量從室溫升溫到1200 0C時(shí)薄膜熱電偶的響應(yīng)時(shí)間。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:輻射型熱源、控制系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、放大電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)，其中:控制系統(tǒng)連接輻射型熱源，冷卻水系統(tǒng)與輻射型熱源連接，薄膜熱電偶樣品通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線依次與放大電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)連接；
[0010]所述輻射型熱源，作為激勵(lì)熱源，瞬間發(fā)出熱照射到樣品上面，使樣品瞬間升溫；
[0011]所述控制系統(tǒng)，通過(guò)冷卻水系統(tǒng)控制輻射型熱源的升溫速率，并控制輻射型熱源的最高溫度；
[0012]所述放大電路，用于放大薄膜熱電偶樣品產(chǎn)生的熱電勢(shì)信號(hào)；
[0013]所述數(shù)據(jù)采集卡，用于實(shí)時(shí)采集薄膜熱電偶樣品經(jīng)過(guò)放大電路放大的輸出信號(hào)；
[0014]所述計(jì)算機(jī)，設(shè)有測(cè)試模塊和濾波模塊，用于控制數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)的時(shí)間和頻率，并對(duì)數(shù)據(jù)采集卡采集到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和濾波，從而完成對(duì)樣品的動(dòng)態(tài)測(cè)試。
[0015]優(yōu)選地，所述的輻射型熱源，是通過(guò)在聚光腔內(nèi)的鹵鎢燈產(chǎn)生的光輻照照射到薄膜熱電偶樣品上；由于薄膜熱電偶樣品是聚光腔內(nèi)唯一的光吸收體，聚光腔內(nèi)的光線大部分被薄膜熱電偶樣品所吸收，使薄膜熱電偶樣品溫度快速升高。
[0016]優(yōu)選地，所述的輻射型熱源作為激勵(lì)熱源，最高溫度為1200°C，最高升溫速率為250°C/秒。
[0017]更優(yōu)選地，所述的輻射型熱源的輻射波長(zhǎng)為0.3-0.4um，采用非相干光進(jìn)行輻射加熱，并通過(guò)冷卻水系統(tǒng)控制升溫速率。
[0018]優(yōu)選地，所述的放大電路采用儀表放大電路，主要由兩級(jí)差分放大電路構(gòu)成，其作用是抑制共模直流電壓，同時(shí)放大差分信號(hào)電壓，即兩輸入端的電壓差。
[0019]優(yōu)選地，所述的數(shù)據(jù)采集卡最高采樣頻率達(dá)625kHz，模擬輸入分辨率為18bits，靈敏度為24μν;數(shù)據(jù)采集卡含有低通濾波功能，能夠很好地還原被測(cè)信號(hào)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種基于薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，包括以下步驟:
[0021](I)采用輻射型熱源作為激勵(lì)熱源；
[0022](2)將測(cè)試的薄膜熱電偶固定在輻射型熱源的聚光腔室內(nèi)；
[0023](3)將Pt補(bǔ)償導(dǎo)線和PtRh補(bǔ)償導(dǎo)線分別通過(guò)耐高溫導(dǎo)電鉑漿和鉑銠漿燒結(jié)來(lái)連接薄膜熱電偶的兩個(gè)引腳，并分別將Pt補(bǔ)償導(dǎo)線和PtRh補(bǔ)償導(dǎo)線引出聚光腔室；
[0024](4)將Pt補(bǔ)償導(dǎo)線和PtRh補(bǔ)償導(dǎo)線分別與放大電路的負(fù)極、正極連接，將放大電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端連接，將數(shù)據(jù)采集卡接入計(jì)算機(jī)，通過(guò)安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)的測(cè)試模塊控制數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)的時(shí)間和頻率；
[0025](5)打開(kāi)輻射型熱源開(kāi)關(guān)，并開(kāi)啟冷卻水系統(tǒng)，通過(guò)控制系統(tǒng)控制輻射型熱源的升溫速率與最高溫度，輻射型熱源瞬間發(fā)出的熱量被薄膜熱電偶吸收并產(chǎn)生瞬時(shí)溫升，使用放大電路將樣品產(chǎn)生的信號(hào)放大，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集樣品輸出的經(jīng)過(guò)放大的熱電勢(shì)信號(hào)；
[0026](6)通過(guò)安裝在計(jì)算機(jī)的測(cè)試模塊對(duì)數(shù)據(jù)采集卡采集到的熱電勢(shì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和軟件濾波，從而完成對(duì)樣品的動(dòng)態(tài)測(cè)試。
[0027]優(yōu)選地，所述輻射型熱源，其升溫速率為10-2500C/秒，升溫最高溫度達(dá)1200 V。
[0028]本發(fā)明通過(guò)輻射型熱源產(chǎn)生一個(gè)瞬態(tài)的溫度階躍，并能夠很準(zhǔn)確地將薄膜熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)輸出信號(hào)采集下來(lái)，達(dá)到測(cè)量薄膜熱電偶瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間的目的。同時(shí)，本發(fā)明通過(guò)降低升溫速率，也可以實(shí)現(xiàn)薄膜熱電偶的靜態(tài)測(cè)試。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0030](I)本發(fā)明溫度階躍范圍易于調(diào)節(jié)，能夠測(cè)量1200°(:溫差下的響應(yīng)時(shí)間；
[0031](2)本發(fā)明采用輻射型熱源進(jìn)行加熱，在階躍上升后能夠保持一個(gè)臺(tái)階，易于得到響應(yīng)時(shí)間。
[0032]本發(fā)明采用的輻射型熱源的最快溫升能力達(dá)250°C/秒，將輻射型熱源作為激勵(lì)熱源對(duì)薄膜熱電偶樣品進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，結(jié)果表明，從室溫升到1200°C時(shí)，此方法能夠?qū)崿F(xiàn)薄膜熱電偶樣品的動(dòng)態(tài)測(cè)試。
【附圖說(shuō)明】
[0033]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0034]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的薄膜熱電偶動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)原理圖；
[0035]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的儀表放大電路圖；
[0036]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的采集卡引線連接圖；
[0037]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的測(cè)試軟件Labview控制采集信號(hào)的前面板圖；
[0038]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的測(cè)試軟件Labview程序框圖及濾波模塊流程圖的示意圖；
[0039]圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的采用輻射型熱源對(duì)薄膜熱電偶進(jìn)行瞬態(tài)測(cè)試的結(jié)果曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0041]如圖1所示，一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:輻射型熱源、控制系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、放大電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)，其中:控制系統(tǒng)連接輻射型熱源，冷卻水系統(tǒng)與輻射型熱源連接，薄膜熱電偶樣品通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線依次與放大電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)連接；
[0042]所述輻射型熱源，作為激勵(lì)熱源，瞬間發(fā)出熱照射到樣品上面，使樣品瞬間升溫；
[0043]所述控制系統(tǒng)，通過(guò)冷卻水系統(tǒng)控制輻射型熱源的升溫速率，并控制輻射型熱源的最高溫度；
[0044]所述放大電路，用于放大薄膜熱電偶樣品產(chǎn)生的熱電勢(shì)信號(hào)；
[0045]所述數(shù)據(jù)采集卡，用于實(shí)時(shí)采集薄膜熱電偶樣品經(jīng)過(guò)放大電路放大的輸出信號(hào)；
[0046]所述計(jì)算機(jī)，設(shè)有測(cè)試模塊和濾波模塊，用于控制數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)的時(shí)間和頻率，并對(duì)數(shù)據(jù)采集卡采集到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和濾波，從而完成對(duì)樣品的動(dòng)態(tài)測(cè)試。
[0047]在部分實(shí)施例中，所述計(jì)算機(jī)，其中的測(cè)試模塊和濾波模塊可以采用現(xiàn)有的測(cè)試軟件Labview，該軟件能用于控制數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)的時(shí)間和頻率，并對(duì)數(shù)據(jù)采集卡采集到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和軟件濾波，從而完成對(duì)樣品的動(dòng)態(tài)測(cè)試。
[0048]在部分實(shí)施例中，放大電路采用儀表放大電路，數(shù)據(jù)采集卡采用N1-6289采集卡。
[0049]所述的輻射型熱源發(fā)出的光熱照射到樣品上面;所述的樣品通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線依次與儀表放大電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)連接;N1-6289采集卡最高采樣可達(dá)625kHz;測(cè)試軟件Labview安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)采集卡的控制和對(duì)信號(hào)的濾波。
[0050]如圖2所示，儀表放大電路由兩級(jí)差分放大電路構(gòu)成，通過(guò)改變電阻的阻值來(lái)調(diào)節(jié)儀表放大電路的電壓增益。共模抑制是儀表放大器的主要特點(diǎn)，其作用是抑制共模直流電壓或兩輸入端的其他任何共模電壓，同時(shí)放大差分信號(hào)電壓，即兩輸入端之間的電壓差。
[0051]如圖3所示，為N1-6289采集卡的引腳連線圖，此采集卡具有128個(gè)引線端，我們用其中的兩個(gè)與放大信號(hào)電路連接，其中引腳I接正極，引腳2接負(fù)極，已達(dá)到信號(hào)采集的目的。
[0052]基于上述的系統(tǒng)，以下說(shuō)明采用上述系統(tǒng)進(jìn)行薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試的具體實(shí)施過(guò)程，包括如下步驟:
[0053]1、采用輻射型熱源作為激勵(lì)熱源，設(shè)置參數(shù)為:升溫速率為250°C/秒，由室溫升高到 1200 cC;
[0054]2、將待測(cè)試樣品固定在輻射型熱源的聚光腔室內(nèi)；
[0055]3、將Pt補(bǔ)償導(dǎo)線和PtRh補(bǔ)償導(dǎo)線分別通過(guò)耐高溫導(dǎo)電鉑漿和鉑銠漿燒結(jié)來(lái)連接樣品的兩個(gè)引腳，并將Pt補(bǔ)償導(dǎo)線和PtRh補(bǔ)償導(dǎo)線從聚光腔體內(nèi)引出；
[0056]4、將Pt補(bǔ)償導(dǎo)線和PtRh補(bǔ)償導(dǎo)線分別與放大器的負(fù)極、正極連接，將放大器的輸出端與N1-6289采集卡的輸入端連接，將N1-6289采集卡接入計(jì)算機(jī)，對(duì)測(cè)試軟件LabView進(jìn)行編程，用于控制采集卡采集信號(hào)的時(shí)間和頻率；
[0057]5、打開(kāi)輻射型熱源開(kāi)關(guān)，開(kāi)啟冷卻水系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制輻射型熱源的升溫速率與最高溫度，將升溫速率設(shè)置為250 °C /秒，最高溫度為1200 0C ;輻射型熱源瞬間發(fā)出的熱量被樣品吸收并產(chǎn)生瞬時(shí)溫升，使用放大器將信號(hào)放大10倍，通過(guò)N1-6289采集卡采集樣品輸出的經(jīng)過(guò)放大的熱電勢(shì)信號(hào)；
[0058]6、通過(guò)計(jì)算機(jī)上的測(cè)試軟件Labview對(duì)N1-6289采集卡采集到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和軟件濾波，完成對(duì)樣品的動(dòng)態(tài)測(cè)試。
[0059]上述實(shí)施例中，Pt/PtRh薄膜熱電偶樣品通過(guò)磁控濺射方法濺射在氧化鋁基底上。
[0060]上述實(shí)施例中，由于輻射型熱源在瞬間對(duì)樣品加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生很明顯的噪聲，對(duì)得到真實(shí)的瞬態(tài)時(shí)間造成很大的干擾;為了消除這些噪聲，采取的一系列措施如下:
[0061 ] 1、增加階躍溫度的差值，使噪聲相對(duì)減??；
[0062]2、補(bǔ)償導(dǎo)線用絕緣套保護(hù)并且相互纏繞起來(lái)，以減小環(huán)境中的一些電磁噪聲干擾；
[0063]3、放大電路接線方式采用差分的方式，差分測(cè)量可以消除同時(shí)疊加在兩個(gè)通道上的噪聲，抑制一定的共模誤差，使得到的結(jié)果精度更高；
[0064]4、通過(guò)測(cè)試軟件Labview對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行軟件濾波，得到準(zhǔn)確的階躍信號(hào)。
[0065]如圖4所示，為測(cè)試軟件Labview的前面板，圖中左邊是對(duì)采集卡進(jìn)行定時(shí)與記錄設(shè)置的面板，通過(guò)選擇左邊的面板可以對(duì)采集卡進(jìn)行配置，得到需要采集的頻率以及記錄方式。圖右邊為波形圖，用于實(shí)時(shí)顯示采集到的波形。
[0066]如圖5所示，為測(cè)試軟件Labview的程序框圖的示意圖，相當(dāng)于Labview的后面板。通過(guò)引入濾波模塊和顯示模塊來(lái)達(dá)到濾波和顯示波形的目的。
[0067]如圖6所示，為采用此方法采集得到的樣品的瞬態(tài)曲線，此曲線顯示了樣品由室溫到1200 °C的熱電勢(shì)的變化情況。
[0068]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:輻射型熱源、控制系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、放大電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)，其中:控制系統(tǒng)連接輻射型熱源，冷卻水系統(tǒng)與輻射型熱源連接，薄膜熱電偶樣品通過(guò)補(bǔ)償導(dǎo)線依次與放大電路、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)連接； 所述輻射型熱源，作為激勵(lì)熱源，瞬間發(fā)出熱照射到樣品上面，使樣品瞬間升溫； 所述控制系統(tǒng)，通過(guò)冷卻水系統(tǒng)控制輻射型熱源的升溫速率，并控制輻射型熱源的最高溫度； 所述放大電路，用于放大薄膜熱電偶樣品產(chǎn)生的熱電勢(shì)信號(hào)； 所述數(shù)據(jù)采集卡，用于實(shí)時(shí)采集薄膜熱電偶樣品經(jīng)過(guò)放大電路放大的輸出信號(hào)； 所述計(jì)算機(jī)，設(shè)有測(cè)試模塊和濾波模塊，用于控制數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)的時(shí)間和頻率，并對(duì)數(shù)據(jù)采集卡采集到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和濾波，從而完成對(duì)樣品的動(dòng)態(tài)測(cè)試。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述的輻射型熱源，是通過(guò)在聚光腔內(nèi)的鹵鎢燈產(chǎn)生的光輻照照射到薄膜熱電偶樣品上；由于薄膜熱電偶樣品是聚光腔內(nèi)唯一的光吸收體，聚光腔內(nèi)的光線大部分被薄膜熱電偶樣品所吸收，使薄膜熱電偶樣品溫度快速升高。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述的輻射型熱源作為激勵(lì)熱源，最高溫度為1200°C，最高升溫速率為250°C/秒。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述的輻射型熱源的輻射波長(zhǎng)為0.3-0.4um，采用非相干光進(jìn)行輻射加熱，并通過(guò)冷卻水系統(tǒng)控制升溫速率。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述的放大電路采用儀表放大電路，主要由兩級(jí)差分放大電路構(gòu)成，用于抑制共模直流電壓，同時(shí)放大差分信號(hào)電壓。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)采集卡最高采樣頻率達(dá)625kHz，模擬輸入分辨率為18bits，靈敏度為24μν;數(shù)據(jù)采集卡含有低通濾波功能，能夠很好地還原被測(cè)信號(hào)。7.—種基于權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)采用輻射型熱源作為激勵(lì)熱源； (2)將測(cè)試的薄膜熱電偶固定在輻射型熱源的聚光腔室內(nèi)； (3)將Pt補(bǔ)償導(dǎo)線和PtRh補(bǔ)償導(dǎo)線分別通過(guò)耐高溫導(dǎo)電鉑漿和鉑銠漿燒結(jié)來(lái)連接薄膜熱電偶的兩個(gè)引腳，并分別將Pt補(bǔ)償導(dǎo)線和PtRh補(bǔ)償導(dǎo)線引出聚光腔室； (4)將Pt補(bǔ)償導(dǎo)線和PtRh補(bǔ)償導(dǎo)線分別與放大電路的負(fù)極、正極連接，將放大電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端連接，將數(shù)據(jù)采集卡接入計(jì)算機(jī)，通過(guò)安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)的測(cè)試模塊控制數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)的時(shí)間和頻率； (5)打開(kāi)輻射型熱源開(kāi)關(guān)，并開(kāi)啟冷卻水系統(tǒng)，通過(guò)控制系統(tǒng)控制輻射型熱源的升溫速率與最高溫度，輻射型熱源瞬間發(fā)出的熱量被薄膜熱電偶吸收并產(chǎn)生瞬時(shí)溫升，使用放大電路將樣品產(chǎn)生的信號(hào)放大，通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集樣品輸出的經(jīng)過(guò)放大的熱電勢(shì)信號(hào)； (6)通過(guò)安裝在計(jì)算機(jī)的測(cè)試模塊對(duì)數(shù)據(jù)采集卡采集到的熱電勢(shì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和軟件濾波，從而完成對(duì)樣品的動(dòng)態(tài)測(cè)試。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的薄膜熱電偶的高溫動(dòng)態(tài)測(cè)試方法，其特征在于，所述輻射型熱源，其升溫速率為10-250 0C /秒，升溫最高溫度達(dá)1200 0C。
【文檔編號(hào)】G01K15/00GK106017738SQ201610575054
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月20日
【發(fā)明人】張瑤, 程萍, 丁桂甫, 孫詩(shī)
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)