[发明专利]一种微型真空传感器

说明书

本发明属于真空测量技术领域，涉及一种微型真空传感器。该传感器包括衬底、敏感元件、阳极、阴极、电极导线和直流恒流电源；衬底由绝缘绝热的材料制成；敏感元件由钴基镧系钙钛矿材料制成，沉积在衬底上；阳极和阴极分别固定在敏感元件的两端，并通过电极导线分别与直流恒流电源的两极相连。本发明通过测量敏感元件电阻的大小即可间接测量出真空度的大小，由于该装置的尺寸小并且可以在较低电流的驱动下实现测量，无需大体积的真空测量装置以及高电流高电压的测试条件，既安全又便于测量。本发明利用了镧系钴基钙钛矿材料具有的高电阻温度系数的特点，以及绝热衬底对热量保持的优势，实现了微型化的同时，对真空度实现高灵敏度稳定测量。

技术领域

本发明属于真空测量技术领域，涉及一种微型真空传感器。

背景技术

真空的精准测量在科学研究，航空航天，以及工业生产等领域中起着关键的作用，是保障工业产品质量的前提，同样也是需要严格控制真空条件而进行的科学研究的关键因素。传统的真空测量器件由于其较大的尺寸、体材料的设计构型、高能耗等问题，而难以适应当今工业以及科学研究的需求。通过微纳制造加工技术，将传统的真空传感器微型化，是实现现代真空测量的方法，利用气压与材料热导相关的皮拉尼传感器，与其他真空测量技术相比，例如氦质谱测漏，Q因子晶振，以及薄膜弯曲等方法，具有高灵敏度以及测试范围大的优势。

传统的皮拉尼真空计使用Pt、Ni、W等材料，而由于这些材料的特性，在不同气体环境中测试稳定性差，使得其对复杂气氛下的测量难以实现。因此，在实现皮拉尼真空计微小化的同时，寻找一种具有稳定响应能力、高温度电阻系数的材料，是在保证测量灵敏度的同时，实现稳定测量的关键。本发明使用钴基镧系钙钛矿材料作为敏感元件制作成微型传感器，对真空度实现稳定精确的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高灵敏度、重复性好、具有快速响应能力和复杂气氛下具有稳定响应能力的微型真空传感器。

本发明的技术方案：

一种微型真空传感器，包括衬底1、敏感元件2、阳极3、阴极4、电极导线5和直流恒流电源6；

所述的衬底1，由绝缘绝热的材料制成；所述的敏感元件2，由钴基镧系钙钛矿材料制成，沉积在衬底1上；所述的阳极3和阴极4，由导电性的金属材料制成，阳极3和阴极4分别固定在敏感元件2的两端；阳极3和阴极4通过电极导线5，分别与直流恒流电源6的两极相连。

所述的衬底1的材料为氧化镁、钛酸锶、钴酸镧或云母。

所述的敏感元件2，通过磁控溅射镀膜、脉冲激光沉积或溶胶凝胶的方法将钴基镧系钙钛矿材料沉积在衬底1上，厚度为10纳米～10微米，敏感元件2的结构为薄膜或采用微加工工艺制作的图形化结构。

所述的敏感元件2，通过微加工工艺制作的图形化结构为薄膜型、直线型或蛇形。

所述的阳极3和阴极4的材料为金、铝、镍、铜、铂或银。

所述的直流恒流电源6，提供10-1000微安的电流。

工作时，阴极4和阳极3通过电极导线5连接至直流恒流电源6，在直流电源的作用下，阴极4和阳极3之间产生电势差，敏感元件2在焦耳热的作用下被加热；由于不同的温度下，材料的电阻不同，当气压发生变化时，由气体分子数目导致的热损失存在差异，敏感元件2的电阻随着气压的变化而变化，因此敏感元件2的电阻大小与真空度有对应关系，通过测量敏感元件2电阻的大小即可间接测量出真空度的大小。

本发明的有益效果：本发明通过测量敏感元件电阻的大小即可间接测量出真空度的大小，由于该装置的尺寸小并且可以在较低电流的驱动下实现测量，而无需大体积的真空测量装置以及高电流高电压的测试条件，既安全又便于测量。

附图说明

图1是本发明的示意图。