[发明专利]超高温无源薄膜温度传感器及其制作方法

说明书

本发明属于温度传感器技术领域，为解决现有温度传感器无法准确测量超高温环境下的温度参数的技术问题，提供了一种超高温无源薄膜温度传感器及其制作方法，包括介质基底和平面螺旋电感，平面螺旋电感位于介质基底的一侧，平面螺旋电感存在寄生电容，平面螺旋电感与寄生电容形成一个LC谐振回路。本发明传感器利用LC谐振原理无线方式获得信号，同时将铂金属印制于高纯度氧化铝陶瓷基底上，极大的扩展了高温下温度的测试范围，本发明无需外加电源、能远距离非接触式遥测读取信号，能满足高温恶劣环境及密闭环境下的温度测量，而且本发明传感器比传统的LC传感器结构简单，更容易制备，降低了制造成本低。

技术领域

本发明属于温度传感器技术领域，具体涉及一种超高温无源薄膜温度传感器及其制作方法。

背景技术

在高温环境下，目前国内外的测温方法主要有热电偶法，红外测温传感器，LC谐振式温度传感器等。热电偶法是接触式测温，探头置于被测环境中，这种温度传感器冷热端距离远，体积大，而且采用稀有的贵重金属，造价昂贵、使用寿命短，无法满足密闭性测量。传统温度传感器在更高温度下会发生连接引线高温失效等问题，因此无法进行更高温度的测量；红外温度传感器虽然具有非接触、相应速度快、测量准确的优点，但是红外线易受环境因素干扰，无法在灰尘、障碍等条件下工作；LC谐振式温度传感器无需外加电源、能远距离非接触式遥测读取信号，具有品质因子高及制造成本低等优点，但是由于LC型传感器品质因数Q受温度影响较大，在较高温度下难以测得信号。

发明内容

本发明为解决现有温度传感器无法准确测量超高温环境下的温度参数的技术问题，提供了一种超高温无源薄膜温度传感器及其制作方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种超高温无源薄膜温度传感器，包括介质基底和平面螺旋电感，平面螺旋电感位于介质基底的一侧，平面螺旋电感存在寄生电容，平面螺旋电感与寄生电容形成一个LC谐振回路。

所述平面螺旋电感的圈数为2-5圈。

所述平面螺旋电感的线宽为1-3mm。

所述介质基底采用氧化铝陶瓷制作，所述平面螺旋电感采用铂金属制作。

一种超高温无源薄膜温度传感器的制作方法，具体的制作步骤为：

a. 介质基底的制作

1）流延成型，将耐高温氧化铝陶瓷浆料加入引发剂和催化剂搅拌均匀，注入到相应的模具中，加热浆料形成固相的生瓷带；

2）将生瓷带进行切片；

3）将切好的生瓷片进行叠片，然后在70℃的环境中用21MPa的压力静压5min；

4）将叠片的基底材料进行高温烧结，烧结的峰值温度为1400℃～1550℃，形成致密的陶瓷结构；

b. 在介质基底上印制电路图形

（1）先制作出平面螺旋电感图形的网版；

（2）将制作出的网版置于介质基底之上，将介质基底与网版上的电路图案对齐，固定网版使其与介质基片紧密接触；

（3）在网版一端添加铂金属浆料，用刮板将浆料推向网版另一端；

（4）将印刷有电路图案的介质基底置于烘干炉中烘干，使浆料中液相组分排出；

（5）将烘干的介质基底在烧结炉里烧结，传感器制作完成。

一种超高温无源薄膜温度传感器的制作方法，采用3D打印技术进行制作，其具体的制作步骤为：

a. 首先建立3D打印技术的数字模型文件，设置传感器尺寸及材料；

b. 选择陶瓷粉末和液相混合剂，按照数字模型文件进行陶瓷基底打印；