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熱電偶陣列
來源:薄膜壓力傳感器壓力分布 | 發(fā)布時間:2021/7/9 15:49:42 | 瀏覽次數(shù):

圖1.(a)熱電偶陣列由一條炭黑線和八條線交叉組成

印在聚酯箔上的銀(b) 在隨后的四次測量中記錄熱電偶輸出

接頭溫度高達150°C,而端子溫度保持在25°C,導致溫度升高

差值ΔT為125°C。2.材料和方法

制造的熱電偶是基于兩種商用絲網(wǎng)印刷油墨

銀色墨水Loctite-EDAG-PF-050-E&C和碳黑墨水Loctite-EDAG-PR-406-B-E&C。八

2018年會議記錄,2,803,第2頁,共4頁

一排排的銀路徑在末端被一行炭黑交叉,形成一個八行的陣列

熱電偶。這樣的安排有助于讀出八個熱電偶只用九個

連接而不是16個,這是一個優(yōu)勢,當應用程序的空間

接線受限。首先,碳黑油墨是絲網(wǎng)印刷到聚酯箔上使用90

線/cm網(wǎng),并在150°C下固化30分鐘。隨后,使用120°C印刷銀

螺紋/cm絲網(wǎng),并在150°C下固化30分鐘。圖1a描述了絲網(wǎng)印刷熱電偶

在寵物箔上。銀線在末端與炭黑線接觸,從而形成八條

等距熱電偶。3D打印外殼中的彈簧加載觸點用于

熱電偶的電氣連接。制造的熱電偶也適用于

例如,通過頂部箔的層壓來嵌入。由一個電壓表使用

切換銀色連接的多路復用器。

(a) (二)

圖1.(a)熱電偶陣列由一條炭黑線和八條線交叉組成

印在聚酯箔上的銀(b) 在隨后的四次測量中記錄熱電偶輸出

接頭溫度高達150°C,而端子溫度保持在25°C,導致溫度升高

差值ΔT為125°C。

3.實驗結(jié)果

在試驗中,熱電偶的特性在150°C的溫度下進行

將熱電偶接頭加熱至150°C,同時將接頭保持在25°C的鉆機

使用水回火鋁塊。結(jié)與

因此,連接ΔT為125°C。輸出電壓和結(jié)溫(測量

在冷卻過程中記錄了PT 100),如圖1b所示。最大值

在150°C和熱電偶的連接溫度下,開路輸出電壓為0.7 mV

輸出特性在較高溫度下具有輕微的非線性,靈敏度也會增加。

熱電偶輸出特性在連續(xù)四次測量中幾乎相同。

由于基板箔是柔性的,熱電偶也會遇到變形

可能會影響輸出電壓。研究是否存在顯著交叉敏感性

本文介紹了熱電偶的溫度輸出和變形,并進行了變形試驗

執(zhí)行不同溫度。熱電偶和應變計被印在紙上

鋼(圖2a所示),在100 mm長上承受5 mm撓度

產(chǎn)生5×10的應變−4[6]。由于鋼基體厚度(0.6mm),12倍

與較薄的PET基板相比,由于楊氏菌的存在,可以獲得更高的應變

模量為200gpa,試樣上保持均勻變形,因此鋼

用基體代替PET基體進行彎曲試驗。用于彎曲打印的紙張

鋼固定在一個夾緊裝置的一側(cè)和另一側(cè)的可移動缺口(參見

圖2b)。缺口的一側(cè)被電動舞臺上下移動。至

彎曲時,應將試驗裝置置于氣候室中,以便于加熱。設置

鋼板和電動舞臺如圖2b所示。

2018年第2803號訴訟,共4頁

(a) (二)

圖2.(a)帶四線連接和銀炭黑的絲網(wǎng)印刷銀應變計

印制在絕緣鋼板上的熱電偶,用于彎曲特性(b) 彎曲試驗裝置

由電動舞臺和夾緊組成。

彎曲試驗在40、60、80和100°C的溫度下進行,而

熱電偶連接和應變計連接保持在室溫下。這個

熱電偶和應變計的輸出如圖3a、b所示。應變計顯示

彎曲時阻力的增加。熱電偶輸出電壓僅隨

彎曲過程中,溫度在恒定溫度下輸出保持恒定。因此

熱電偶幾乎沒有輸出電壓對變形的假交叉靈敏度

這對于測量柔性基板上的溫度至關重要。

(a) (二)

圖3.當機動舞臺偏轉(zhuǎn)時,樣品放置在氣候室中

基板(100mm以上5mm撓度)(a) 溫度40至40的熱電偶輸出

當基板在100 mm長度上偏轉(zhuǎn)5 mm時,100°C,實際上對

可觀察到變形(b) 應變計在撓度過程中的電阻變化

溫度40至40的基底基底(5mm撓度超過100mm)(a) 溫度為40至40℃時熱電偶的輸出

100°C時,基板在100 mm的長度上偏轉(zhuǎn)5 mm,幾乎對溫度不敏感

可以觀察到變形(b) 變形過程中應變片電阻的變化

40至100°C溫度下的基板。

隨后,一個塑料棒在一邊加熱的圖像記錄與制造

熱電偶陣列(圖4b),圖4a顯示了用紅外相機記錄的同一物體。

圖4a,b中的紅十字標志著紅外相機觀測到的最高溫度。這個

紅外相機測得的溫度分布與溫度分布一致

用熱電偶陣列測量。

2018年會議記錄,2,803,第4頁,共4頁

圖4.將一側(cè)加熱的塑料棒放置在熱電偶陣列上,然后測量溫度

利用紅外相機和熱電偶陣列測量梯度(a) 熱成像

用紅外線攝像機記錄的加熱棒(b) 測量棒的溫度,用

熱電偶陣列。

4.展望

未來的工作將涉及實現(xiàn)熱電偶矩陣的狀態(tài)監(jiān)測

啟用樣本的2D溫度讀數(shù),同時減少連接數(shù)量。

作者貢獻:M.K.制作了樣品,進行了測量并撰寫了論文,B.M。

參與熱電偶讀數(shù)裝置的設計,C.O.協(xié)助制造過程,B.J.和

W.H.監(jiān)督工作并審查論文。

資助:這項工作得到了“LCM K2共生機電一體化中心”的支持

奧地利彗星K2計劃的框架。

利益沖突:作者聲明沒有利益沖突。創(chuàng)始贊助者在選舉中沒有任何作用

研究設計;在數(shù)據(jù)的收集、分析或解釋中;在手稿的寫作中

公布結(jié)果的決定。

 
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