[发明专利]基于高温共烧结的陶瓷敏感芯体及其制备方法

说明书

基于高温共烧结的陶瓷敏感芯体及其制备方法，属于高温传感器技术领域，本发明为解决现有传感器芯体的漆包线制备工艺无法满足超高温测量环境要求，并且存在制备的传感器精度较低的问题。本发明所述基于高温共烧陶瓷的超高温位移传感器陶瓷敏感芯体，将N层功能层基片高温共烧结为陶瓷敏感芯体，N为大于等于2的正整数；功能层基片包括陶瓷基片、螺旋线圈、填充陶瓷和信号引出孔；陶瓷基片为圆形，螺旋线圈螺旋状印刷在陶瓷基片上，陶瓷基片的空白处套印有填充陶瓷；相邻功能层基片上的螺旋线圈旋向相反。本发明用于高温传感器制备。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷敏感芯体及其制备方法，属于高温传感器技术领域。

背景技术

传感器是一种检测装置，能够感受到被测量的信息，并能将感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。常用传感器有转速传感器、位移传感器、速度传感器、加速度传感器等，广泛应用于航空航天，机械，建筑，纺织，铁路等各个领域。随着国民经济的高速发展，自动化程度不断提高，传感器的用量越来越大，传感器具有精度高、动态特性好、工作可靠、使用方便等特点，开发高新技术传感器具有广阔的前景。

现有传感器芯体的制备通常应用漆包线绕制工艺技术。采用漆包线工艺技术制备的传感器芯体存在以下缺点：

1、由于漆包线使用温度的限制，采用漆包线工艺制备芯体的传感器最高工作温度仅为500度，无法应用在1000以上的超高温工作环境；

2、漆包线的绕线手法、绕线间隙与传感器的精度指标关系较大。例如：差动变压器式位移传感器主要由一个初级线圈绕组，两个次级线圈绕组以及一个可动铁芯组成。在初级线圈绕组上接入激励电源以后，两个次级线圈绕组将会因此产生感应电动势。铁芯作线性移动时，会使得两个次级线圈中产生的互感量发生变化，在两个次级线圈内所感应的电势一个增加一个减少，两个次级线圈绕组采用反向串联的方式进行连接，这样两个次级线圈中产生的电势差就等于传感器的输出电压。理想条件下，当保证两个次级线圈在物理尺寸等参数上一致，铁芯位于线圈的中间部位时，传感器的输出电压应该为零，当铁芯移动时，输出得电压值就会与铁芯位移量存在一定的线性关系。而实际操作中，即使精度最高的绕线机也无法保证次级线圈完全一致，这就造成传感器零位电压较大，精度较低。

综上，现有传感器芯体的制备由于采用漆包线制备工艺，导致传感器存在高温工作环境的限制和精度低的问题。

发明内容

本发明目的是为了解决现有传感器芯体的漆包线制备工艺无法满足超高温测量环境要求，并且存在制备的传感器精度较低的问题，提供了一种基于高温共烧结的陶瓷敏感芯体及其制备方法。

本发明所述基于高温共烧结的陶瓷敏感芯体，将N层功能层基片高温共烧结为陶瓷敏感芯体，N为大于等于2的正整数；

功能层基片包括陶瓷基片、螺旋线圈、填充陶瓷和信号引出孔；

陶瓷基片为圆形，螺旋线圈螺旋状印刷在陶瓷基片上，陶瓷基片的空白处套印有填充陶瓷；

相邻功能层基片上的螺旋线圈旋向相反。

优选的，螺旋线圈采用铂金属浆料制备。

优选的，信号引出孔内填充有铂金属浆料。

本发明所述基于高温共烧结的陶瓷敏感芯体的制备方法，该制备方法的具体过程为：

S1、根据设定的收缩率和热膨胀系数制备流延膜片；

S2、根据设定的尺寸将流延膜片裁切成陶瓷基片；

S3、在陶瓷基片上冲出信号引出孔；

S4、用金属浆料在陶瓷基片上丝网印刷出螺旋线圈；同时将S3获得的信号引出孔金属化；