[发明专利]一种宽频带无源耐高温柔性振动传感器及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种宽频带无源耐高温柔性振动传感器，所述的传感器自上而下分为五层，分别是耐高温氧化铝薄膜封装层、电容上极板和矩形电感线圈层、氧化铝薄膜介质层、电容的下极板层和作为基底的聚酰亚胺层。所述聚酰亚胺基底上沉积有电容下极板，所述电容下极板上沉积氧化铝薄膜介质层，所述氧化铝薄膜介质层上沉积有电容上极板和电感线圈，且电容上极板位于电感线圈的中心处，电容上极板和电感线圈上沉积有耐高温氧化铝薄膜封装层，所述氧化铝薄膜介质层上设有用于实现电容下极板和电感线圈电连接的通孔。本发明选用聚酰亚胺柔性材料作基底，可以完全附着于异形构件表面，在大型装备工作中不易受振脱落，能够实现异形构件表面振动参数的动态精准测量。

技术领域

本发明涉及振动传感器领域，具体涉及一种宽频带无源耐高温柔性振动传感器及其制备工艺。

背景技术

随着我国科学技术的不断发展，在大型装备制造及运行过程中，对极端环境下(-50℃～300℃)特殊异性构件复杂表面振动参数实施动态监测能力的要求日益提高，现已成为其性能提升的关键技术“瓶颈”。由于传统的振动传感器以非柔性衬底为基底，无法与异构件表面紧密贴合，在工作状态下容易脱落，且有线的测试方法在极端环境下存在接点接触不良、测试结果失真等问题。因此，亟需发明一种全新的宽频带无源耐高温柔性振动传感器以实现极端环境下复杂构件表面振动参数的动态精准测量。

发明内容

本发明提供了一种宽频带无源耐高温柔性振动传感器，以实现对极端环境下(-50℃～300℃)特殊异性构件复杂表面振动参数的精准测量。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种宽频带无源耐高温柔性振动传感器，所述的传感器自上而下分为五层，分别是耐高温氧化铝薄膜封装层、电容上极板和矩形电感线圈层、氧化铝薄膜介质层、电容的下极板层和作为基底的聚酰亚胺层；所述聚酰亚胺基底上沉积有电容下极板，所述电容下极板上沉积氧化铝薄膜介质层，所述氧化铝薄膜介质层上沉积有电容上极板和电感线圈，且电容上极板位于电感线圈的中心处，电容上极板和电感线圈上沉积有耐高温氧化铝薄膜封装层，所述氧化铝薄膜介质层上设有用于实现电容下极板和电感线圈电连接的通孔。

进一步地，所述电感线圈的形状为矩形螺旋状。

进一步地，宽频带无源耐高温柔性振动传感器的厚度≤200μm。

进一步地，电容上下极板和矩形电感线圈的厚度均≤10μm，制备材料均为耐高温金属银。

进一步地，所述聚酰亚胺基底的厚度≤100μm。

进一步地，所述氧化铝薄膜介质层与耐高温氧化铝薄膜封装层的厚度均≤50μm。

本发明还提供了上述一种宽频带无源耐高温柔性振动传感器的制备工艺，包括如下步骤：

S1、柔性基底预处理

将聚酰亚胺基底依次在丙酮、乙醇和去离子水中进行超声清洗，并对清洗后的聚酰亚胺基底进行烘干处理；

S2、电容下极板的制备

电容下极板制备的主要过程为洁净的聚酰亚胺基底表面经涂胶、曝光、显影将电容下极板图形显示出，利用直流溅射工艺制备电容下极板薄膜，具体的制备工艺为：

a.利用涂胶机在洁净的聚酰亚胺基底表面涂有一层均匀的光刻胶，并在100℃的烘干炉内烘干；

b.将制备好的电容下极板图形掩膜版置于涂有光刻胶一面的基底表面，利用曝光灯曝光3～5s，使掩模版的图形转移到基底表面；

c.对曝光后的基底进行后烘处理以消除光阻层侧壁的驻波效应；

d.将完成后烘处理后的基底置于显影液内浸泡5～10s，使基底表面图形完全显示出来；