Journal of Sensor Science and Technology (센서학회지)

The Korean Sensors Society (한국센서학회)
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Chromel-Alumel Thermoelectric Flow Sensor Fabricated on Dielectric(Si3N4/SiO2/Si3N4) Membrane

유전체(Si3N4/SiO2/Si3N4)멤브레인 위에 제작된 크로멜-알루멜 열전 유량센서

  • Lee, Hyung-Ju (Dept. of Sensor Engineering, Graduate School, Kyungpook National University) ;
  • Kim, Jin-Sup (School of Electronic and Telecommunication Engineering, Inje University) ;
  • Kim, Yeo-Hwan (School of Multimedia, Kwandong University) ;
  • Lee, Jung-Hee (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University) ;
  • Choi, Yong-Moon (Fluid Flow Group, Korea Research Institute of Standards and Science) ;
  • Park, Se-Il (Electronic Devices Group, Korea Research Institute of Standards and Science)
  • 이형주 (경북대학교 대학원 센서공학과) ;
  • 김진섭 (인제대학교 전자정보통신공학부) ;
  • 김여환 (관동대학교 멀티미디어학부) ;
  • 이정희 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부) ;
  • 최용문 (한국표준과학연구원 유체유동그룹) ;
  • 박세일 (한국표준과학연구원 전자소자그룹)
  • Published : 2003.05.30
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Abstract

A chromel-alumel thermoelectric flow sensor using $Si_3N_4/SiO_2/Si_3N_4$ thermal isolation membrane was fabricated. Temperature coefficient of resistance of thin film Pt-heater was about $0.00397/^{\circ}C$, and Seebeck coefficient of chromel-alumel thermocouple was about $36\;{\mu}V/K$. The sensor showed that thermoelectric voltage decreased as thermal conductivity of gas increased, and $N_2$-flow sensitivity increased as heater voltage increased or the distance between heater and thermocouple decreased. When heater voltage was about 2.5 V, $N_2$-flow sensitivity and thermal response time of the sensor were about $1.5\;mV/sccm^{1/2}$ and 0.18 sec., respectively. Linear range in flow sensitivity of the flow sensor was wider than that of Bi-Sb flow sensor.

$Si_3N_4/SiO_2/Si_3N_4$ 열차단막을 이용한 크로멜-알루멜(chromel-alumel) 열전(thermoelectric) 유량센서를 제작하였다. 백금 박막 히터의 저항온도계수는 약 $0.00397/^{\circ}C$이었고, 크로멜-알루멜 열전쌍(thermocouple)의 Seebeck 계수는 약 $36\;{\mu}V/K$이었다. 기체의 열전도도가 증가할수록 유량센서가 나타내는 열기전력은 감소하였으며, 히터의 온도가 증가하거나 히터와 열전쌍 사이의 간격이 감소할수록 유량센서의 $N_2$ 유량에 대한 감도는 증가하였다. 히터 전압을 약 2.5 V로 하였을 때 유량센서의 $N_2$ 유량에 대한 감도는 약 $1.5\;mV/sccm^{1/2}$이었고, 열 응답시간은 약 0.18초이었다. 크로멜-알루멜 열전 유량센서의 유량감도에 있어서 선형 범위가 Bi-Sb 유랑센서의 것보다 더 넓게 나타났다.

Keywords

References

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