自德国的Henky教授在1914年制造出第一个热流传感器以来:
第1阶段:线绕式热流传感器
上世纪20年代开始,在康铜丝或其它材料的热电偶丝上利用电镀工艺制造热电堆。
典型结构:用金属丝(如康铜)先在众多的绝缘板条上绕线圈,然后将此金属丝线圈(如康铜)的一半镀上另一种金属(如铜),在绝缘板条的两面形成众多串联的热电偶一一即串联的热电偶线圈--铜与康铜的交接点形成热电偶的冷、热节点(热电堆)。多个热电堆再焊接串联或并联后,平铺粘结在两平面绝缘保护硅胶板间形成热流传感器。
第2阶段:半导体式热流传感器
上世纪60年代末开始,利用半导体工艺制造热电堆。
典型结构:在硅片上用半导体工艺制造热电堆,一般使用环氧树脂封装保护。
第3阶段:超薄(薄膜式)热流传感器
上世纪90年代中开始,利用大规模集成电路制造工艺:溅射或激光熔刻技术制造热电堆。
典型结构:使用溅射和激光熔刻技术制造热电堆,一般使用聚酰亚胺薄膜封装保护。
线绕式热流传感器 | 半导体式热流传感器 | 超薄(薄膜式)热流传感器 |
手工制作,各传感器特性之间一致性差 | 非手工制作,各传感器特性之间一致性好 | 非手工制作,各传感器特性之间一致性好 |
分辨率低,>10W/m2 | 分辨率较高,<10W/m2 | 高分辨率,<0.1W/m2 |
量程范围小,分段 | 量程范围大 | 量程范围大 |
工作温度范围小,分段 | 工作温度范围大 | 工作温度范围大 |
响应时间慢 | 有较快的响应时间,典型0.1s | 快的响应时间,高达20ms |
3毫米左右厚度 | 1~1.5毫米左右厚度 | 超薄小于0.4毫米 |
易受环境变化影响 | 不易受环境变化影响 | 有效抑制环境变化的影响 |
柔性 | 非柔性 | 柔性 |