[发明专利]快速响应的薄膜铂电阻温度传感器及其制备方法

说明书

本发明提供一种快速响应的薄膜铂电阻温度传感器及其制备方法，属于温度参数的实时测量技术领域。其中，该薄膜铂电阻温度传感器包括：金属底座、隔热件以及薄膜铂电阻；金属底座朝向待测介质的一侧设置有凹槽，所述隔热件与所述薄膜铂电阻依次叠设在所述凹槽内，以及，所述薄膜铂电阻背离所述隔热件的一侧还设置有介质隔离层，以提高薄膜铂电阻温度传感器的测温响应能力。本发明可以实现快速测温的目的，该封装结构以及方法无需在铂电阻外增加金属保护壳体防护，可以使薄膜铂电阻温度传感器的测温响应速度由原来的数十秒提升至数秒，产生明显测温快速响应效果。

技术领域

本发明属于温度参数的实时测量技术领域，具体涉及一种快速响应的薄膜铂电阻温度传感器及其制备方法。

背景技术

温度传感器是指能感受温度并转换成可识别信号的传感器。温度传感器是最为常用的一种传感器，被广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。根据测量原理的不同，温度传感器可分为双金属、电容式、电阻式和微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)等等。其中电阻式温度传感器是当前工业控制领域应用最为普遍的一种。电阻式温度传感器主要有铜电阻、铂电阻和其他非金属材料。

近年来，随着我国军事装备现代化的快速发展，在军事装备上提倡提高设备自动化水平，降低操作人员数量。在这种前提下，各种应用于自动化测试的传感器应用数量上升势头十分明显。而军事装备的特殊应用环境则反过来对传感器的环境适应性要求提出了更高的要求。

铂电阻温度传感器的封装方法一般分为两种，一种是将铂电阻暴露在被测介质中，以达到最快的测量响应速度和最准确的测量精度，但一般仅能用于洁净的、无腐蚀性的、干燥的气体测量；另一种是将铂电阻封装在金属保护管中，以适应各种恶劣的工作环境，测量各种不同的有污染的、有腐蚀性的介质的温度测量，而代价则是由于保护管的重量和热传导，严重降低温度测量响应速度和测量准确度。其中在军用领域更快的响应速度、更精确的测量要求与恶劣的工作环境之间的矛盾给温度传感器设计带来了更大的难度。特别是当前国产化要求的紧迫情况下，由于国内在铂电阻的技术积累较弱，在极小体积铂电阻的研发方面，相较于国外最新产品尚有较大差距，使得封装体积难以小型化。

对于铂电阻温度传感器中铂电阻的热响应时间的理论值通常τ_0.9为1s～2s(一般以τ_0.9衡量，以被测温度100℃为例，当温度传感器从常温条件，放入该温度场开始计时，至温度传感器输出90℃测试值时为止，所得的计时长度值为该传感器的τ_0.9)，但当对铂电阻裸丝采取了绝缘、结构保护等设计措施之后，τ_0.9会达到20秒甚至30秒，延长了测温响应时间。但若是不采取绝缘、保护措施的话，铂电阻的可靠性又难以得到保证。

因此，基于上述技术问题，本申请提出一种快速响应的薄膜铂电阻温度传感器及其制备方法。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种快速响应的薄膜铂电阻温度传感器及其制备方法。

本发明的一方面，提供一种快速响应的薄膜铂电阻温度传感器，包括：金属底座、隔热件以及薄膜铂电阻；其中，

所述金属底座朝向待测介质的一侧设置有凹槽，所述隔热件与所述薄膜铂电阻依次叠设在所述凹槽内，以及，所述薄膜铂电阻背离所述隔热件的一侧还设置有介质隔离层。

可选的，所述隔热件为隔热陶瓷片。

可选的，所述介质隔离层为玻璃烧结层。

可选的，所述金属底座上还设置有两个引脚，所述两个引脚分别通过引线与所述薄膜铂电阻电连接。

可选的，所述金属底座上设置有贯穿其厚度的两个通孔，两个所述引脚分别通过玻璃烧结穿设在对应的所述通孔内。