[发明专利]一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及航天测量技术领域，具体是一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，可用于航空、冶炼、电厂等领域的新材料测试和在线监测。

背景技术

所谓烧蚀，是指导弹和飞行器再入大气层时在热流作用下，由热化学和机械过程引起的固体表面的材料消耗现象。

烧蚀材料，也可称为防热层，主要用于导弹头部、载人返回舱防热大底、航天飞机防热瓦等。这种材料在热流作用下能发生分解、熔化、蒸发、升华、侵蚀等物理和化学变化，借材料表面的质量消耗带走大量的热，以冷却飞行器再入大气层时产生的大量热能，阻止热流传入飞行器内部而造成的致命破坏。

烧蚀厚度是航天工程中的再入飞行器设计的一个重要参数。必要的烧蚀材料厚度对保证飞行器内设备和人员的安全十分重要。而降低烧蚀材料的厚度，又有利于减轻飞行器的净重，可以提高有效载荷。烧蚀厚度传感器一般用于测量实验用再入飞行器的不同部位的烧蚀厚度变化情况，给飞行器设计师提供改进防热层所需的数据。

常见的烧蚀厚度传感器类型有：碳化层通断式、触电通断式、缠绕电阻式、光纤式、超声波式、放射线式等。但是这些烧蚀厚度传感器都存在不同程度的缺点，从而使得烧蚀厚度传感器具有很大的危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，包括烧蚀测棒、外壳、电路板和接插件，所述烧蚀测棒和接插件分别连接在电路板上，所述电路板安装在外壳内，所述烧蚀测棒包括绝缘管、内芯金属线、绝缘紧固圈和镀膜引线，所述绝缘管的外壁镀上一层表面镀膜层，表面镀膜层的表面涂敷有一层表面保护涂层，绝缘管内插入有一根内芯金属线，绝缘管的前端通过导电胶将内芯金属线和表面镀膜层进行电连接，绝缘管的尾端外壁镀膜上连接有镀膜引线，所述镀膜引线和内芯金属线组成一个电阻，所述绝缘管的尾部外壁套设有一个绝缘紧固圈。

作为本发明进一步的方案：所述绝缘管采用的材料包括但不限于陶瓷、石英、高温玻璃、环氧玻璃布中的一种，绝缘管的外径为1.2～3mm。

作为本发明进一步的方案：所述表面镀膜层为薄膜镀层或厚膜涂层，表面镀膜层包括但不限于金属膜、碳膜、掺杂半导体膜、金属氧化物膜中的一种，表面镀膜层上刻蚀螺旋形、直线形或阶梯形的沟槽。

作为本发明进一步的方案：所述内芯金属线采用的材料包括但不限于铂丝、铂铑丝、钨丝、钼丝中的一种。

作为本发明进一步的方案：所述绝缘管内和内芯金属线之间设有填充材料，填充材料采用但不限于环氧树脂胶和纳米二氧化钛的混合液。

作为本发明进一步的方案：所述内芯金属线和表面镀膜层也可以采用薄膜溅射、厚膜涂敷或锡钎焊方式进行电连接。

作为本发明进一步的方案：所述绝缘紧固圈采用的材料包括但不限于环氧玻璃布层压板、聚四氟乙烯、聚砜中的一种。

作为本发明再进一步的方案：所述表面保护涂层采用的材料包括但不限于石蜡、醇酸清漆中的一种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、体积小、重量轻、精度高；

2、对防热层破坏小，烧蚀同步性高；

3、生产工艺简单，电路易于实现，便于成本控制；

4、可以做到标准化、系列化、小型化；

5、不存在放射污染，保证生产和测试人员的安全。

附图说明

图1为本发明的产品结构示意图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图3a为本发明烧蚀厚度传感器的元器件符号。

图3b为采用恒流源方式进行烧蚀电阻测量的电路。

图3c为采用电阻分压方式进行烧蚀电阻测量的电路。

图4为烧蚀厚度传感器在再入飞行器的防热层不同部位安装的示意图。

图5为本发明的产品安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。