郝晓剑,桑涛,潘保武,周汉昌(1.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原00051; 2.中北大学电子测试技术重点实验室,山西太原00051; .中北大学材料科学与工程学院,山西太原00051)



钽-氧化锆光纤黑体腔温度传感器特性参数测试

郝晓剑1,2,桑涛1,2,潘保武3,周汉昌1,2
(1.中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051; 2.中北大学电子测试技术重点实验室,山西太原030051; 3.中北大学材料科学与工程学院,山西太原030051)

摘要:为了实现恶劣环境、狭小空间瞬态高温的测量,采用溅射、等离子体喷涂技术研制了蓝宝石光纤钽(熔点为2997℃)-氧化锆(熔点为2715℃)薄膜黑体腔瞬态高温传感器。设计了3支水电解的氢氧焰枪组成的恒温高温静态灵敏度标定装置和大功率高频可调制CO2激光脉冲作为阶跃激励源的动态特性标定装置。测试结果表明:当静态灵敏度标定装置恒温区为1 721℃、传感器抗冲击能力达到50 MPa以上时,传感器测得的温度为2 802℃;当CO2激光脉冲作为1 500℃高温阶跃输入信号时,测得该传感器时间常数为微秒数量级。

关键词:仪器仪表技术;钽-氧化锆薄膜;动态特性;瞬态超高温;抗冲击能力;测试

0　引言

瞬态温度测量工作的特点是温度高,变化快,常伴有高压或高速气流流动,多为不可重复一次性过程。因此,测量条件非常恶劣,技术难度很高,特别是在许多场合试验成本很高,对系统的可靠性和数据的捕获率有很高的要求。尽管目前已有很多适用于不同温度范围和响应速度的测温传感器,但在这个领域的理论研究和实践仍不能满足测量工作的需要,无法满足大的温度范围(如大于2 000℃的高温)、高响应速度(如时间常数τ＜1 ms)瞬态超高温测量的要求。……