热量传递时时刻刻发生在我们的日常生活和工农业生产中，了解并控制热量的传递过程对科学研究及现代生产具有非常重大的意义。特别是在涉及超高温度环境的航空航天、核工程等工业领域，热量传递的监测及控制更是极为重要。热流传感器是研究热量传递的关键传感元件，已经在能源、建筑、医学以及航空航天等领域广泛应用。然而目前市场上热流传感器多为国外生产，价格昂贵，且体积较大、响应迟钝、安装及测试系统复杂，高温稳定性较差，不适合应用于航空发动机内部等高速、旋转的高温恶劣环境。
　　针对上述问题，以厚膜热电偶高温温度传感器为基础，提出了一种具有超高温稳定性的厚膜热流密度传感器，并从结构设计，工艺制备和性能测试等方面进行分析。主要的研究内容包括以下三个方面：
　　（1）提出了一种无需水冷的基于Pt-Pt/Rh贵金属的厚膜热电偶高温温度传感器。采用丝网印刷和高温烧结的厚膜制造工艺进行了热电偶的加工制备，在搭建的高温测试平台上对制备的传感器进行了高温性能测试。并通过扫描电子显微镜及X射线衍射仪分别对不同阶段的Pt、Pt/Rh金属膜进行了微观观察与表征。高温测试及微观研究结果表明，通过该工艺制备的Pt-Pt/Rh厚膜热电偶可以实现高达1700℃环境中的温度测试，稳定工作10小时后仍然有信号输出，具有很好的高温稳定性；
　　（2）为了满足不断发展的航天航空高温环境中热量实时监测的要求，在满足高温稳定性的同时对热流传感器的灵敏度、微型化、多参数测量提出了新的要求。在基于Pt-Pt/Rh厚膜热电偶高温温度传感器的研究基础上，提出了两种基于厚膜热电堆的高温热流传感器。分别进行了两种热电堆型高温热流传感器的材料选择、结构设计及优化。对该高温热流传感器的制备流程进行了简单介绍，最后对制备的两种基于厚膜热电堆的高温热流传感器的热电金属膜进行了微观观察与分析。为后续的基于厚膜热电堆的高温热流传感器的性能测试做准备。
　　（3）对制备的两种厚膜热电堆型的热流传感器进行了测试及分析。首先选择了热流传感器的标定方法为相对法。接着搭建了热流传感器的测试与标定平台，并分别对制备的两种高温热流传感器的测试结果进行了对比与分析。测试结果表明，制备的圆环形热流传感器与方形热流传感器都可以实50-900℃温度下的热流测试且两个传感器具有较好的线性度及重复性，且误差较小。与圆环形热流传感器相比，在相同的热流条件下，方向热流传感器具有更大的输出电压与灵敏度。其灵敏度约为0.03mV/(kW/m2)，比圆环形热流传感器相比增大了50%。此外该方形传感器可以实现高温环境中温度与热流密度两个参数的同时监测。结合热电偶传感器的高温性能测试及热阻层材料的可正常使用的做高温度，认为该工艺制备的热流传感器具有在1700℃环境中应用的潜力。