[发明专利]一种空间大气面密度探测传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种空间大气面密度探测传感器，其特征在于，包括由探头模块和电路模块组成的气体采集模块以及数据处理模块；

所述探头模块包括测量晶振(3)和参考晶振(7)，测量晶振(3)和参考晶振(7)上均涂覆有分子吸附膜；所述测量晶振(3)上的分子吸附膜用于吸附其表面的大气气体，参考晶振(7)外设有用于防止其对空间大气气体进行吸附的密闭罩；

所述电路模块包括分别给测量晶振(3)与参考晶振(7)提供振动能量的起振电路；以及分别对测量晶振(3)与参考晶振(7)的频率进行测量并将测量结果发送到数据处理模块的测振电路；

所述数据处理模块通过接收到的测量晶振(3)与参考晶振(7)的频率，获得测量晶振表面的空间大气面密度。

2.如权利要求1所述的一种空间大气面密度探测传感器，其特征在于，所述探头模块还包括晶体盖(2)、测量晶体座(5)、定位销(6)以及参考晶体座(8)；测量晶振(3)固定在测量晶体座上，参考晶振(7)固定在参考晶体座上，晶体盖(2)、测量晶体座(5)和参考晶体座(8)的相对位置通过定位销实现定位连接，晶体盖(2)中心开口，使测量晶振涂覆有分子吸附膜的端面与大气接触。

3.如权利要求1所述的一种空间大气面密度探测传感器，其特征在于，所述晶振和分子吸附膜之间增设过渡层，分子吸附膜生长在过渡层上，并进行阳极离子化处理。

4.如权利要求1所述的一种空间大气面密度探测传感器，其特征在于，所述传感器还包括测温元件，用于采集探头模块的温度。

5.如权利要求1所述的一种空间大气面密度探测传感器，其特征在于，所述电路模块采用PCB板结构，气体采集模块以及数据处理模块集成在外壳9内部，并通过外壳盖1封装；外壳盖1中心开口，使测量晶振涂覆有分子吸附膜的端面与大气接触。

6.如权利要求1所述的一种空间大气面密度探测传感器，其特征在于，所述气体采集模块以及数据处理模块为分体式。

7.一种空间大气面密度探测传感器的制作方法，其特征在于，制作如权利要求1-6任意一项所述一种空间大气面密度探测传感器，包括如下步骤：

步骤1，制作测量晶振和参考晶振，包括如下子步骤：

步骤1.1，制作切型为AT切型、切角范围为23°18′～23°48′、电极为金电极、基频为5MHz～15MHz、初始标称频率误差<1％的石英晶振；

步骤1.2，在步骤1得到的石英晶振的金电极表面镀制二氧化硅薄膜，得到镀膜石英晶振；

步骤1.3，对镀膜石英晶振的表面先用分析纯的丙酮进行超声波清洗，再用无水酒精进行超声波清洗，然后自然风干备用；

步骤1.4，将镀膜石英晶振在恒温恒湿箱子中进行温度循环老化，得到候选石英晶振；

步骤2，选取测量晶振和参考晶振，包括如下子步骤：

步骤2.1，对步骤1获得的候选石英晶振进行性能参数测试，得到性能参数测试结果，其中，性能参数包括Q值、串联频率、并联频率、等效电容、等效电阻以及等效电感；

步骤2.2，依据步骤2.1的性能参数测试结果，从候选石英晶振中选取串联频率之差小于基频的0.01％、Q值均大于75K且性能参数最接近的两个，分别作为测量晶振和参考晶振；

步骤3，在测量晶振和参考晶振上镀制同样的分子吸附膜或采用原位生长方式生长分子吸附膜；

步骤4，组装传感器探头模块；

步骤5，将测量晶振与参考晶振与对应的测振电路和起振电路连接，将电路模块与数据处理模块连接，完成传感器的制作。