Sensor de temperatura flexível com alta sensibilidade

Jornal Internacional de Manufatura Extrema

imagem: O substrato de manta de aerogel para sensor de temperatura de termopar flexível preparado tem uma boa faixa de medição de temperatura, capaz de operação estável a longo prazo na faixa de temperatura de -30℃~700℃ e medição instantânea na faixa de temperatura de -196℃~1200℃ . O sensor de temperatura flexível preparado tem vantagens absolutas de medição de temperatura em comparação com outros sensores de temperatura flexíveis do mesmo tipo. O sensor de temperatura de termopar flexível não apenas herda as vantagens do sensor flexível, como ser conectável, adaptável e fácil de conectar, mas também supera os defeitos do sensor flexível que é difícil de suportar altas temperaturas.Veja mais

Crédito: Por Zhaojun Liu, Bian Tian, ​​​​Zhuangde Jiang, Shuimin Li, Jiaming Lei, Zhongkai Zhang, Jiangjiang Liu, Peng Shi e Qijing Lin.

Como um importante parâmetro físico que caracteriza o estado e as propriedades de um objeto, a temperatura desempenha um papel muito importante em nossa vida útil de produção. Sensores de temperatura de filme fino flexíveis, com suas vantagens de serem capazes de deformar, fáceis de conectar, finos e leves, receberam muita atenção e pesquisa, e pesquisas sistemáticas foram realizadas nas áreas de medição de temperatura corporal humana e diária medição de temperatura.

No entanto, os sensores de temperatura de filme fino flexível existentes são limitados pelo substrato flexível, materiais sensíveis à temperatura e outras restrições, portanto, é difícil alcançar a medição de temperatura no campo de alta temperatura. Os meios de medição de temperatura de alta temperatura existentes são limitados pelo grande tamanho do dispositivo, a necessidade de destruir a estrutura, destruir o campo de fluxo de ar, sujeito a interferência ambiental, etc., é difícil obter monitoramento de temperatura não destrutivo em tempo real do campo de temperatura. Portanto, como garantir as vantagens dos sensores de filme fino flexíveis com base em sua aplicação em ambientes de alta temperatura merece nossa atenção.

Recentemente, o professor Bian Tian, ​​Zhuangde Jiang e sua equipe colaborativa do Instituto de Engenharia de Precisão, Escola de Engenharia Mecânica, Universidade de Xi'an Jiaotong propuseram um conceito de design do sensor de temperatura de termopar flexível baseado em substrato de feltro de aerogel, usando tecnologia de serigrafia para preparar sensores de temperatura com óxido de índio e óxido de índio e estanho como camadas sensíveis à temperatura. Como os tapetes de aerogel com uma ampla faixa de temperatura são escolhidos como substrato flexível para o sensor de temperatura, é difícil realizar a deposição e funcionalização de película fina pelo processo de revestimento convencional devido à sua superfície irregular e rugosidade. Portanto, na fabricação deste sensor de temperatura flexível, uma técnica de serigrafia foi usada para preparar um filme espesso para superar as dificuldades acima.

Na prática, o aglutinante orgânico é misturado com pó funcional para completar a configuração da pasta e, em seguida, o excesso de matéria orgânica é removido do filme por meio de tratamento térmico de alta temperatura. Ao mesmo tempo, para diferentes superfícies de aplicação, a superfície curva do filme é preparada com base nas vantagens de materiais flexíveis deformáveis ​​e conformáveis. Os sensores de temperatura flexíveis preparados podem ser fixados em diferentes superfícies curvas, como lâminas. Também tem as vantagens de ser ultrafino e ultraleve.

A equipe realizou vários testes laboratoriais e práticos nos sensores de temperatura flexíveis preparados. Isso inclui medição em tempo real da temperatura da chama do jato de cauda de um pequeno motor de turbina, monitoramento transitório da temperatura do vapor d'água durante uma explosão física, monitoramento em tempo real do processo de fusão do metal em um cadinho, etc. potencial para aplicações em aeroespacial, siderurgia e outros campos. A equipe também espera que o sensor flexível preparado possa ser ainda mais otimizado para alcançar a medição de temperatura na superfície das pás da turbina, pele humana e outras áreas grandes.