[发明专利]基于离子束镀膜的液体管路温度传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了基于离子束镀膜的液体管路温度传感器及其制备方法，在保护壳内部置入了两片测温元件，测温元件包括基片、附在基片上的电阻丝栅膜、焊盘、保护膜、玻璃层、引线，用导线将测温元件的引线引出，并且与电连接器焊接；用环氧树脂将保护壳内的空腔灌封；保护壳的前端探头直径由一种较大的直径变径为一种较小的直径，并在变径处进行倒角。本发明的核心敏感元件国产化，可靠性高耐久性好，可以应用于航空、航海等军工领域及恶劣的海洋民用领域。

技术领域

本发明属于航空、航海等军用温度传感器领域及海洋民用温度传感器领域。具体涉及一种基于离子束镀膜技术的液体管路温度传感器及其制备方法，通过薄膜铂电阻元件实现温度的测量。

背景技术

在航空、航海等军工领域及恶劣的海洋民用领域，可靠性高耐久性好的液体管路温度测量问题一直是相关领域存在的问题，目前使用的液体管路温度传感器普遍存在以下问题：

一是核心敏感元件多为进口，国产化程度低。对于温度传感器，一般选用薄膜铂电阻元件作为敏感元件。薄膜铂电阻元件是用真空沉积的薄膜技术把铂溅射在陶瓷基片上，膜厚在2μm以内，用玻璃烧结料把Ni(或Pd)引线固定，经激光调阻制成的薄膜元件，其优点是抗振等机械性能优，响应时间快。目前，高可靠的薄膜铂电阻元件多为日本、德国进口，国内在该领域研究的单位不多，没有核心竞争力。

二是使用寿命短，可靠度低。对于严酷的航空、航海等军工领域及恶劣的海洋民用领域，传感器的抗环境性能要求高，对工作的可靠性要求高。在高振动、冲击、酸碱等恶劣环境下，常规的传感器在测量精度与测量可靠性上都将受到影响。目前，国内传感器在此类应用环境下的可靠性耐久性都不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于离子束镀膜的液体管路温度传感器，用来测量液体管路内液体介质的温度，这种液体管路温度传感器采用离子束镀膜技术、成熟的机加装配工艺技术和材料，生产工艺简单，安装方便，可靠性高耐久性好。可以很好地解决航空、航海等军工领域及恶劣的海洋民用领域中可靠性不高耐久性不好的液体管路温度测量问题。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：基于离子束镀膜的液体管路温度传感器，包括测温元件和电连接器，其特征在于，在保护壳内部置入了两片测温元件，测温元件包括基片、附在基片上的电阻丝栅膜、焊盘、保护膜、玻璃层、引线，用导线将测温元件的引线引出，并且与电连接器焊接；用环氧树脂将保护壳内的空腔灌封；保护壳的前端探头直径由一种较大的直径变径为一种较小的直径，并在变径处进行倒角。

所述基片材料为Al₂O₃陶瓷；所述电阻丝栅膜材料为Pt；所述保护膜材料为SiO_xN_y；所述引线材料为Ag或Au。

保护壳的外螺纹退刀槽内按照一定的光洁度加工，并在退刀槽内倒角。

在液体管路温度传感器安装在液体管路的安装座上时，保护壳的外螺纹退刀槽内置入密封圈，有利于液体管路温度传感器在液体管路安装座上的密封。

保护壳材料为06Cr19Ni10不锈钢，并对外壳表面进行镀镉钝化或者不锈钢钝化的腐蚀防护处理。

所述测温元件的制备方法，包括如下步骤：

第1步.清洗基片：超声清洗Al₂O₃陶瓷基片。

第2步.预处理基底表面：对Al₂O₃陶瓷基片表面进行离子束轰击二次清洗；

第3步.离子束溅射制作Pt导电薄膜：在预处理过的Al₂O₃陶瓷基片表面采用离子束溅射的方式沉积一层Pt导电薄膜。