CN208109267U - 一种光伏板测辐射热流的薄膜传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光伏板测辐射热流的薄膜传感器，依次包括基底层、薄膜热电偶阵列层和热阻层，所述薄膜热电偶阵列包括若干串联的热电偶对，所述热电偶对包括相互连接的A导线和B导线，所述热阻层铺设于同一热电偶对的A导线和B导线的连接点上。该薄膜传感器的体积小、厚度小，不影响整体的热流场分布，可以实现准确测量。另一方面本实用新型的结构简单，制作工艺成本低。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种薄膜传感器，尤其涉及一种光伏板测辐射热流的薄膜传感器。
背景技术
太阳能光伏发电核心单元为太阳能电池，目前投入大规模商业化应用的主要是硅系太阳能电池：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。太阳能板表面温度和辐射热流变化对开路电压、短路电流、峰值功率等参数有着重要的影响。而在光伏电站中的光功率预测系统中，采用的环境监测仪大部分只测量表面温度，即使有测量辐射热流量模块，因其体积较大、距离光伏板表面远，使得测量精确度低。从而影响了光功率预测系统的准确性。
工业生产中运用最普遍的辐射热流传感器主要有：圆箔式（戈登计）、塞式（Schmidt Boelter计）、金属块式等。圆箔式热流传感器的使用最为广泛，特点是响应迅速、测量量程宽、工作时间长，但是缺点是体积大，不适合用于某些微小空间。塞式热流传感器一般用于测量全热流的环境中，但是因其结构复杂，使用不如圆箔式更加广泛，并且响应速度较慢。金属块式热流传感器的整体结构及制作工艺较为简单，缺点是不能在某些场合下长时间测量，并且输出信号与加载的辐射热流不成正比例关系，需要加装运算模块，不利于设备的精简设计。
本实用新型采用薄膜传感器可直接贴于光伏板表面，生产工艺简单，成本低廉，具有良好的测量精度。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有辐射热流量传感器结构复杂、不能长时间测量的缺点，提供了一种光伏板测辐射热流的薄膜传感器，该薄膜传感器的体积小、厚度小，不影响整体的热流场分布，可以实现准确测量。另一方面本实用新型的结构简单，制作工艺成本低。
本实用新型所采取的技术方案为：一种光伏板测辐射热流的薄膜传感器，依次包括基底层、薄膜热电偶阵列层和热阻层，所述薄膜热电偶阵列包括若干串联的热电偶对，所述热电偶对包括相互连接的A导线和B导线，所述热阻层铺设于同一热电偶对的A导线和B导线的连接点上。
进一步的，所述薄膜热电偶阵列由若干热电偶对呈w型排列，所述薄膜热电偶阵列的两端部分别连接第一补偿导线和第二补偿导线。
进一步的，所述第一补偿导线和第二补偿导线均通过焊盘与薄膜热电偶阵列连接。
进一步的，所述热阻层采用二氧化硅材料。
进一步的，所述基底为聚酰亚胺材料。
进一步的，所述薄膜热电偶阵列包括4个热电偶对。
进一步的，相邻热电偶对的连接点上铺设第一热阻层，同一热电偶对的A导线和B导线的连接点上铺设第二热阻层，第二热阻层厚度大于第一热阻层厚度。
本实用新型所产生的有益效果：采用本实用新型的薄膜传感器，是在同一个基底表面通过铺设热阻层来制造温度差环境，并把温度差信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的热流量。由于传感器的体积小、厚度小，不影响整体的热流场分布，可以实现准确测量。另一方面本实用新型的结构简单，制作工艺成本低。
1.本发明采用的热阻层材料是物理化学性质稳定性良好的二氧化硅材料，可以大幅提高传感器的寿命；
2.本发明采用聚酰亚胺薄膜作为基底材料，大幅缩小了传感器的尺寸，有效的降低对周围热流场的干扰，提高了传感器的测量精度；同时因其厚度薄，使得响应时间短；
3.本发明轻薄，可直接贴附于光伏板表面，更有效的测量光伏板表面的接收热辐射。而传统传感器因其尺寸大，一般放置在距离光伏板表面大约30厘米的高架上；
4.本发明设计的多种热电偶串联形式，输出电压与辐射热流呈线性关系，方便了与二次仪表的采集整理数据。
附图说明
图1 本发明中光伏板测辐射热流的薄膜传感器的平面结构示意图；
图2 本发明中光伏板测辐射热流的薄膜传感器的结构示意图；
图中1、基底，2、薄膜热电偶阵列，2-1、A导线，2-2、B导线，3、第一热阻层，4、第二热阻层，5、焊盘，6、第一补偿导线，7、第二补偿导线。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的解释说明，但应当理解为本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1-2所示，本发明中的光伏板测辐射热流的薄膜传感器包括基底1、薄膜热电偶阵列2和热阻层，基底1主要成分为聚酰亚胺材料，设于基底1上的薄膜热电偶阵列2由若干串联的热电偶对形成，热电偶对由一段A导线2-1和一段B导线2-2首尾相连形成，即薄膜热电偶阵列2由若干A导线2-1和B导线2-2彼此交错连接形成，若干A导线2-1和B导线2-2呈w型或s型首尾相连，同一热电偶对的A导线2-1和B导线2-2的连接点上铺设第二热阻层4，相邻热电偶对之间的连接点上铺设第一热阻层3，当然也可以仅铺设第二热阻层4，不铺设第一热阻层3，第二热阻层4厚度大于第一热阻层3厚度，该薄膜传感器通过同一个基底1表面通过铺设不同厚度的热阻层来制造温度差环境，并把温度差信号转换成热电动势信号，通过电气仪表（二次仪表）转换成被测介质的热流量。本发明轻薄，可直接贴附于光伏板表面，更有效的测量光伏板表面的接收热辐射。而传统传感器因其尺寸大，一般放置在距离光伏板表面大约30厘米的高架上。
薄膜热电偶阵列2的两端部即串联后的热电偶对导线的首尾部分别连接第一补偿导线6和第二补偿导线7，第一补偿导线6和第二补偿导线7均通过焊盘5与热电偶阵列连接。
本发明采用的热阻层材料是物理化学性质稳定性良好的二氧化硅材料，可以大幅提高传感器的寿命；本发明采用聚酰亚胺薄膜作为基底1材料，大幅缩小了传感器的尺寸，有效的降低对周围热流场的干扰，提高了传感器的测量精度；同时因其厚度薄，使得响应时间短。
本发明设计的多种热电偶串联形式，输出电压与辐射热流呈线性关系，方便了与二次仪表的采集整理数据。本实用新型中的传感器可以采用磁控溅射镀膜技术生产，该技术有利于提高加工工艺的一致性和传感器工作的可靠性水平，可实现薄膜辐射热流传感器的批量生产，有效降低制造成本；本发明中的传感器可采用的光刻技术使得设计灵活。本实用新型可根据实际需要设计出不同形状、不同数量的热电偶对，有效提高传感器的测量精度，适应更多的应用场景，大大降低制造成本。
上述仅为本发明的优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明的技术方案范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种光伏板测辐射热流的薄膜传感器，其特征在于：依次包括基底层、薄膜热电偶阵列层和热阻层，所述薄膜热电偶阵列包括若干串联的热电偶对，所述热电偶对包括相互连接的A导线和B导线，所述热阻层铺设于同一热电偶对的A导线和B导线的连接点上。
2.根据权利要求1所述的光伏板测辐射热流的薄膜传感器，其特征在于：所述薄膜热电偶阵列由若干热电偶对呈w型排列，所述薄膜热电偶阵列的两端部分别连接第一补偿导线和第二补偿导线。
3.根据权利要求2所述的光伏板测辐射热流的薄膜传感器，其特征在于：所述第一补偿导线和第二补偿导线均通过焊盘与薄膜热电偶阵列连接。
4.根据权利要求1所述的光伏板测辐射热流的薄膜传感器，其特征在于：所述热阻层采用二氧化硅材料。
5.根据权利要求1所述的光伏板测辐射热流的薄膜传感器，其特征在于：所述基底为聚酰亚胺材料。
6.根据权利要求1所述的光伏板测辐射热流的薄膜传感器，其特征在于：所述薄膜热电偶阵列包括4个热电偶对。
7.根据权利要求1所述的光伏板测辐射热流的薄膜传感器，其特征在于：相邻热电偶对的连接点上铺设第一热阻层，同一热电偶对的A导线和B导线的连接点上铺设第二热阻层，第二热阻层厚度大于第一热阻层厚度。
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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| CN208109267U true CN208109267U (zh) | 2018-11-16 |
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Country Status (1)
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2018
- 2018-04-19 CN CN201820558985.3U patent/CN208109267U/zh active Active
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