[发明专利]一种用于瞬态温度测量的薄膜传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种用于瞬态温度测量的薄膜传感器，包括热电极、套装在热电极外的不锈钢套筒以及设置于热电极、不锈钢套筒之间的绝缘层，其特征在于：所述热电极包括热电极一及热电极二，其中，热电极一包括导线部分以及镀覆在绝缘层任一端面上的薄膜结构部分，热电极二为导线结构，热电极一的薄膜结构部分与热电极二接触形成热接点——即测温端；所述热电极一的导线部分及热电极二的长度均长于不锈钢套筒的长度，且自远离测温端的不锈钢套筒端头处伸出，上述热电极伸出不锈钢套筒的部分直接作为各个热电极对应的补偿导线。

2.根据权利要求1所述的用于瞬态温度测量的薄膜传感器，其特征在于：所述的绝缘层为高温烧结纳米陶瓷粉制备而成的绝缘层。

3.根据权利要求1所述的用于瞬态温度测量的薄膜传感器，其特征在于：所述的热电极一薄膜结构和导线结构均采用镍硅合金材料。

4.根据权利要求1所述的用于瞬态温度测量的薄膜传感器，其特征在于：所述的热电极二采用镍铬合金材料。

5.根据权利要求1所述的用于瞬态温度测量的薄膜传感器，其特征在于：所述的不锈钢套筒外壁设置螺纹结构。

6.根据权利要求1所述的用于瞬态温度测量的薄膜传感器，其特征在于：所述的热电极一的薄膜结构部分上镀覆一层Si₃N₄保护膜。

7.一种制备如权利要求1所述的用于瞬态温度测量的薄膜传感器的制作方法，其特征在于：上述传感器具体制作方法：

首先将长于不锈钢套筒的热电极一、热电极二的导线材料按照相应的尺寸要求固定在导线支架上，将所述两根导线表层分别粉刷纳米陶瓷粉，然后垂直放入不锈钢套筒中，将不锈钢套筒一端口倒扣在平面上；

然后从另一端用纳米陶瓷粉填充不锈钢套筒，随后对装有纳米陶瓷粉的不锈钢套筒进行高温烧结；

将上述进行高温烧结的不锈钢套筒的倒扣在平面上的端面按照相应的薄膜制备要求进行金相研磨、抛光达到镜面，使其表面露出热电极一、热电极二导线的触点；

通过磁控溅射方式制备测量端的薄膜部分：通过磁控溅射方式制备热电极一薄膜部分即将热电极一材料靶材制备成薄膜沉积在抛光后的端面上，该热电极一薄膜部分与热电极二的连接处形成了本传感器结构的热接点即测温端A，同时伸出不锈钢套筒部分的热电极一、热电极二的导线可直接作为补偿导线；

最后在测量端的薄膜部分表面通过磁控溅射方式制备Si₃N₄保护膜。

8.根据权利要求7所述的薄膜传感器制作方法，其特征在于：所述的热电极一薄膜结构和导线结构为镍硅合金材料，所述的热电极二为镍铬合金材料。

9.根据权利要求7所述的薄膜传感器制作方法，其特征在于：所述的不锈钢套筒外壁设置螺纹结构。

10.根据权利要求7所述的薄膜传感器制作方法，其特征在于：所述的高温烧结条件是在960℃高温条件下烧结12分钟。