张梅菊， 郭林琪， 黄漫国， 梁晓波， 张丛春， 刘冠华

(1.航空工业北京长城航空测控技术研究所 先进传感器技术中心，北京 101111； 2.上海交通大学 电子信息与电气工程学院 微纳电子学系，上海 200240； 3.状态监测特种传感技术航空科技重点实验室，北京 101111)

在航天航空领域,涡轮叶片作为航空发动机的核心部件,其正常工作下温度分布状态与部件的使用寿命有着直接的关系,而仅把温度作为计算和分析涡轮叶片在恶劣工作环境下的温度分布的唯一信息是完全不够的。随着科学技术的飞速发展,热流密度的测量越来越受到研究人员的关注,基于航空发动机涡轮叶片表面热流密度的测量也逐渐得到了重视和发展[1-6]。传统热流传感器存在着很大局限性，其体积较大，会影响热流测量的准确性，在对测量精度要求很高的航空航天等领域无法适用[7-8]。新型薄膜热流计以其体积小、热容量小、干扰小、不破坏部件表面气流等特点，为发动机热端部件表面热流测量提供了新的测量方法[9-12]。

热电堆式热流计测量热流范围广,输出信号大,是当前使用最广泛的测量热流密度的器件之一。本文设计了一种热电堆式薄膜热流计，并对其性能影响因素进行了分析研究：首先对热流测量理论模型进行研究，并分析了影响薄膜热流计测量结果的影响因素；然后基于理论分析设计了一种薄膜热流计，并给出了关键结构参数及材料参数；最后基于有限元的方法对不同因素对薄膜热流计的影响进行了分析，总结了相关规律，并对热流计的优化提出了意见,提出优化冷热结点温度梯度切实可行的方法和思路。……