本文關(guān)鍵詞：高溫環(huán)境下熱式微流量傳感器及檢測系統(tǒng)研究

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【摘要】：平板微熱管是較有效的傳熱器件之一,它為電子產(chǎn)品的散熱問題提供了一種有效可行的解決途徑。為了探索平板微熱管的傳熱特性與其結(jié)構(gòu)設(shè)計之間的關(guān)系,了解微熱管內(nèi)不同溫度區(qū)間的蒸汽傳輸特性,為提高微熱管性能研究提供直接可靠的實驗數(shù)據(jù),本文開展了高于室溫環(huán)境的熱式氣體微流量傳感器及其檢測系統(tǒng)的研究。利用ANSYS仿真軟件分析了液體或氣體流經(jīng)不同加熱器結(jié)構(gòu)的熱式流量傳感器的溫度場分布,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種便于探索最佳溫度測量點的熱式微流量傳感器結(jié)構(gòu),并利用MEMS技術(shù)進行了加工制作,在不同環(huán)境溫度下對其性能進行了測試,得到了環(huán)境溫度與熱式微流量傳感器性能的關(guān)系�；贛SP430單片機和C#語言,自主開發(fā)了流量傳感器檢測系統(tǒng),可對一定范圍內(nèi)的氣體流量進行實時檢測,并繪制流速隨時間的變化曲線。將本文設(shè)計的熱式微流量傳感器封裝于微熱管內(nèi)部,對其溫度場分布進行了測試,分析了熱式流量傳感器的加熱器對微熱管內(nèi)部溫度場的影響,驗證了利用熱式微流量傳感器測量微熱管內(nèi)部蒸汽流量的可行性。在此基礎(chǔ)上,對用于微熱管蒸汽流量測量的熱式流量傳感器結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化,并對蒸汽流量進行了測試分析。測試結(jié)果表明,本文設(shè)計的熱式微流量傳感器可以檢測高于室溫環(huán)境下的氣體微流量,并可通過提高加熱器溫度或改變測溫電阻對的測量位置來提高測量靈敏度。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的熱式微流量傳感器可以用于微熱管內(nèi)部蒸汽流量的測量,其測量結(jié)果對于研究微熱管性能具有一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：高于室溫環(huán)境熱式微流量傳感器 微流量傳感器檢測系統(tǒng) 平板微熱管內(nèi)部溫度場分布 平板微熱管內(nèi)部蒸汽流量
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK172.4;TP212;TP274
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題的提出9-10
• 1.2 熱式微流量傳感器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 本文的主要工作14-16
• 2 熱式微流量傳感器及其檢測系統(tǒng)簡介16-24
• 2.1 熱式微流量傳感器的工作原理16-20
• 2.1.1 同質(zhì)流體運動的方程描述16-17
• 2.1.2 流體動力學(xué)邊界層17-18
• 2.1.3 熱邊界層18-19
• 2.1.4 ANSYS仿真軟件在熱分析中的應(yīng)用19-20
• 2.2 溫度檢測方法簡介20-22
• 2.2.1 溫度傳感器簡介20-21
• 2.2.2 Pt薄膜電阻及其溫度特性21-22
• 2.3 上位機軟件開發(fā)方法及C22-24
• 2.3.1 上位機軟件開發(fā)方法22
• 2.3.2. NET Framework和C22-24
• 3 熱式微流量傳感器仿真及其設(shè)計制作24-35
• 3.1 熱式微流量傳感器的ANSYS仿真24-30
• 3.1.1 不同形狀加熱器的加熱效果24-27
• 3.1.2 熱式微流量傳感器仿真27-30
• 3.2 熱式微流量傳感器的設(shè)計及其制作30-35
• 3.2.1 熱式微流量傳感器設(shè)計及掩膜版制作31-33
• 3.2.2 微流量傳感器工藝制作33-34
• 3.2.3 微流量傳感器的焊接及封裝34-35
• 4 微流量傳感器檢測系統(tǒng)設(shè)計35-46
• 4.1 系統(tǒng)整體設(shè)計方案35
• 4.2 模擬電路設(shè)計35-41
• 4.2.1 流量采集電路36-38
• 4.2.2 求差電路38
• 4.2.3 線性放大電路38-39
• 4.2.4 雙向限幅電路39-40
• 4.2.5 輸出電路40
• 4.2.6 模擬部分電路仿真40-41
• 4.3 數(shù)字電路設(shè)計41-43
• 4.3.1 單片機系統(tǒng)設(shè)計41-42
• 4.3.2 電平轉(zhuǎn)換電路設(shè)計42-43
• 4.4 上位機程序設(shè)計43-44
• 4.5 印制電路板實現(xiàn)44-46
• 5 微流量傳感器測試結(jié)果及其分析46-66
• 5.1 微流量檢測系統(tǒng)平臺搭建46-47
• 5.2 微流量傳感器的標定及測量結(jié)果分析47-53
• 5.2.1 環(huán)境溫度與加熱器溫度場分布關(guān)系47-51
• 5.2.2 微流量傳感器的標定51-52
• 5.2.3 微流量傳感器的實際測量52-53
• 5.3 微流量傳感器用于平板微熱管測量的可行性分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化53-63
• 5.3.1 測試平臺的搭建54-55
• 5.3.2 微熱管內(nèi)部溫度分布55-57
• 5.3.3 微流量傳感器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化57
• 5.3.4 微流量傳感器的標定57-58
• 5.3.5 微流量傳感器的誤差分析58-62
• 5.3.6 內(nèi)置微流量傳感器對微熱管性能的影響62-63
• 5.4 微流量傳感器在平板微熱管中的應(yīng)用63-66
• 結(jié)論66-68
• 參考文獻68-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 胡珊;流量傳感器技術(shù)在熱電廠中的應(yīng)用及其發(fā)展[J];儀器儀表用戶;2003年05期

2 彭杰綱,周兆英,葉雄英;基于MEMS技術(shù)的微型流量傳感器的研究進展[J];力學(xué)進展;2005年03期

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本文編號：839872