[发明专利]探测材料热膨胀系数的传感装置及系统

说明书

本发明涉及探测材料热膨胀系数的传感装置及系统，主要涉及热膨胀测量领域。本申请提供的传感装置当需要测量该第一热膨胀材料层的热膨胀系数时，该传感装置在外界磁场的作用下，该第一磁性材料层产生热量，并将热量传递到该第一热膨胀材料层上，该第一热膨胀材料层在热量的作用下产生形变，该第一金属膜随着该第一热膨胀材料层的形变位置发生改变，使得该第一金属膜产生该局域电场改变对手性光的吸收情况，继而使得该传感装置出射光的光谱发生改变，通过检测出射光的圆二色光谱的峰值的移动情况，得到该第一金属膜对手性光的吸收情况，根据该第一金属膜对手性光的吸收情况得到该热膨胀材料的形变情况，进而得到该热膨胀材料的膨胀系数。

技术领域

本发明涉及热膨胀测量领域，主要涉及一种探测材料热膨胀系数的传感装置及系统。

背景技术

材料的热膨胀系数是材料的一个非常重要的物理特性。几乎任何工业设计都必须考虑材料的温度特性，而膨胀系数就是温度特性的重要方面(其它，如电阻温度系数、强度、硬度、刚度随温度变化的特性以及一些半导体的温度特性等)，热膨胀材料在很多行业有应用。

现有技术中，测量热膨胀一般是通过公式，或进行计算得到，其中α为平均线膨胀系数，β为平均体积膨胀系数，L、V分别为待测材料原始长度(mm)和原始体积(mm3)，ΔL、ΔV分别为温度由t1(℃)上升到t2(℃)时待测材料的相对伸长和体积的变化量。在一般情况下，β≈3α，因此实用上采用线膨胀系数α来表示。

但是，上述方法还需测量待测材料原始长或者原始体积、待测材料的相对伸长和体积的变化量，易于在测量过程中引入人为误差，使得测量热膨胀系数的测量不准确。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种探测材料热膨胀系数的传感装置及系统，以解决现有技术中还需测量待测材料原始长或者原始体积、待测材料的相对伸长和体积的变化量，易于在测量过程中引入人为误差，使得测量热膨胀系数的测量不准确的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种探测材料热膨胀系数的传感装置，传感装置包括：基底层、金属层、第一测量端和第二测量端；金属层设置在基底层的一侧，第一测量端和第二测量端相对平行的设置在金属层远离基底层的一侧，且第一测量端包括第一磁性材料层、第一热膨胀材料层和第一金属膜，第一磁性材料层设置在金属层远离基底层的一侧，第一热膨胀材料层设置在第一磁性材料层远离基底的一侧，第一金属膜设置在第一热膨胀材料层远离基底的一侧，第一磁性材料层设置在金属层远离基底层的一侧，第二测量端包括第二磁性材料层和第二金属膜，第二磁性材料层设置在金属层远离基底层的一侧，第二金属膜设置在第二磁性材料层远离基底层的一侧。

可选地，该传感装置还包括第二热膨胀材料层，第二热膨胀材料层设置在第二磁性材料层和第二金属膜之间，且第二热膨胀材料层与第一热膨胀材料层的热膨胀材料不同。

可选地，该传感装置还包括第二热膨胀材料层，第二热膨胀材料层设置在金属层远离基底层的一侧，且处于第一测量端和第二测量端之间。

可选地，该第一金属膜和第二金属膜的材料均为贵金属材料。

可选地，该第一金属膜和第二金属膜均为600*600纳米阵列结构。

可选地，该第一金属膜和第二金属膜的长为300纳米，宽为100纳米，高为40nm。

可选地，该金属层的材料为贵金属材料。

第二方面，本申请提供一种探测材料热膨胀系数的传感系统，系统包括：磁场发生装置、光源、光谱仪和第一方面任意一项的传感装置，光源用于照射传感装置的第一金属膜和第二金属膜，磁场发生装置设置在传感装置周围，用于给传感装置提供可变磁场，光谱仪用于检测该传感装置出射光的光谱。

可选地，该光源为手性光源。