專利名稱：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)有的繞線型熱流計測頭有兩種形式，1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.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；采用平面布線和棋盤狀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。
2004.4.9日，就中國知識產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫用標題熱流計——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；查美國專利商標局公開專利數(shù)據(jù)庫，時間2001-今，用標題〔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，其他的仍然是半導體或線圈或半導體加連線構(gòu)造。因此就低成本、高精度的平面繞線型熱流計測頭領(lǐng)域，仍是發(fā)明人的在先專利02119510.2號是最接近的對比專利。
繞線式熱流計測頭由于較低的成本和適用范圍廣，長期大量的占領(lǐng)著通用熱流計測頭的市場。半導體熱流計測頭用在高端領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
本專利是在02119510.2號專利的基礎上，保留平面繞線的優(yōu)勢。從改變繞線熱電偶接頭的布圖和面板布圖入手，采用0-1起伏的條狀面板取代棋盤狀面板，使制作難度及成本降低、精度提高。
熱流計傳感器有面板和熱電堆，是這樣實現(xiàn)的以一根金屬線繞成的縱向邊較長底邊短的正反相連的多個U形或V形，在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，電鍍段接頭既熱電偶接頭在橫向保持多列一字排開，形成串聯(lián)的熱電偶接頭——熱電堆線段；互補(相互錯位)的上下兩塊在縱向如0-1高低起伏臺階狀的條狀面板，粘合熱電堆線段于其間，模壓熱電堆線段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；由此使得相互串連的熱電偶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)性的改進相對02119510.2號發(fā)明專利，其形成熱電偶溫差熱阻的棋盤面板的凹凸構(gòu)造需用模具壓制成型且精度要求較高；本專利將熱電偶布圖由電鍍段與非電鍍段在橫向并列改成錯開，從而可用制作簡便的在縱向如0-1高低起伏臺階狀的條狀面板取代棋盤狀面板；面板由三維尺度降為二維，即可模制也可手工粘貼，降低了制作條件限制，尺寸精度可以提高，成本降低。
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、精度提高；配套檢測設備的靈敏度可降低，檢測設備的投資成本下降，更有利于節(jié)能檢測的普及。


圖1是02119510.2號發(fā)明專利線路平面示意圖。是以一根金屬線繞成的縱向邊較長底邊短的正反相連的多個U形或V形，在縱向分段間隔電鍍有另一種金屬，電鍍段在橫向并列。
圖2是本專利線路平面示意圖，電鍍段與非電鍍段在橫向錯開。
圖3是面板正面示意圖。
圖4是面板與熱電堆裝配正面示意圖。
圖中定位柱[1]，金屬絲〔2〕，分段間隔鍍上的另一種金屬〔3〕，熱電偶接頭[4]具體實施方式
將圖1的線路繞定位柱[1]沿一個方向移位一個間隔段的距離，使在橫向并列線段的電鍍段相互間隔錯開如圖2所示，使熱電偶接頭[4]分別在橫向排成一列；圖3展示縱向如0-1高低起伏臺階狀的條狀面板；將圖2所視的熱電堆線段粘合在互補(相互錯位)的如圖2所示的上下兩塊在縱向如0-1高低起伏臺階狀的條狀面板間，從而模壓熱電堆線段的熱電偶接頭也如0-1一般在臺階上下順次高低起伏，如圖4所示；由此使得相互串連的熱電偶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.熱流計傳感器有面板和熱電堆，其特征是以一根金屬線繞成的縱向邊較長底邊短的正反相連的多個U形或V形，在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，熱電偶接頭在橫向保持多列一字排開，形成串聯(lián)的熱電偶接頭——熱電堆線段；上下兩塊在縱向如0-1高低起伏臺階狀的條狀面板，粘合熱電堆線段于其間，模壓熱電堆線段的熱電偶接頭也如0-1一般在臺階上下順次高低起伏。
專利摘要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)能與安全保護檢測，而我國還處于推廣初期。2004.4.9日，對中國知識產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫進行檢索——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。本設計用平面布線取代繞線圈，成本降低、精度提高，便于普及節(jié)能檢測。
文檔編號G01K17/00GK2690872SQ20042004915
公開日2005年4月6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