[发明专利]一种纳米薄膜温压复合传感器及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种纳米薄膜温压复合传感器及其制备方法与应用，涉及传感器技术领域；该复合传感器包括：引压嘴，引压嘴上设有引流通道和温敏元件安装槽口；引流通道用于传输被测量介质；引流通道连接芯体；芯体上设有压敏层，压敏层为NiCrS应变层；NiCrS应变层包括如下重量分数的元素：Ni 45%~55%、Cr 45%~55%和S 0.1%~3.5%；压敏层形成应变电阻；温敏层形成温敏电阻；温敏电阻和温敏元件均电连接有温度信号比较电路；温度信号比较电路电连接有信号调理电路。本发明通过设置两组独立的惠斯通电桥，从而提高了温压复合传感器的使用寿命，减少了故障率。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体是一种纳米薄膜温压复合传感器及其制备方法与应用。

背景技术

钢基溅射薄膜压力传感器是压力传感器领域的先进技术，它同时具有精度高、稳定性好、工作温度范围宽、可以测量超大量程等优点，广泛应用于石化、工程机械、电力等多个领域。在介质压力的测试过程中，同时必须测量介质的温度；而相关技术中通过在压力传感器表面粘贴温度传感器来实现温度测量，而该方法在用于温度测量的过程中，准确性较差且设备故障率较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米薄膜复合传感器，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。

本发明第二方面还提供了上述纳米薄膜复合传感器的制备方法。

本发明第三方面还提供了上述纳米复合传感器的应用。

具体如下，本发明第一方面提供了一种纳米薄膜温压复合传感器，其包括：

引压嘴，

所述引压嘴上设有引流通道和温敏元件安装槽口；

所述引流通道用于传输被测量介质；

所述引流通道连接芯体；

所述温敏元件安装槽口用于安装温敏元件；

所述芯体包括钢基，

所述钢基上设有绝缘层；

所述绝缘层表面部分区域设置有压敏层；

所述绝缘层表面另一部分区域设置有温敏层；

所述绝缘层表面另一部分区域设置有焊接层；

所述绝缘层表面剩余部分区域设有保护层；

所述压敏层为NiCrS应变层；

所述NiCrS应变层包括如下重量分数的元素：

Ni 45%~55%、Cr 45%~55%和S 0.1%~3.5%；

所述压敏层形成应变电阻；

所述温敏层形成温敏电阻；

所述应变电阻形成两组惠斯通电桥；

所述温敏层为金属纳米薄膜；

所述温敏电阻和所述温敏元件均电连接有温度信号比较电路；

所述温度信号比较电路电连接有信号调理电路。

根据本发明传感器技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：

本发明的引压嘴上设置引流通道和温敏元件安装槽口，其中引流通道用于将被测试介质导入至芯体测量介质压力和温度；同时温敏元件安装槽口安装有温敏元件，用于温度的测量；从而实现温度和压力的同时测量；

本发明还利用两组惠斯通电桥对压力信号进行测试，若两组惠斯通电桥均处于工作状态，则最终测试结果选用两组平均值，从而提升压力测试的精度；如其中一组惠斯通电桥工作异常，则另一组电桥同样能够完成压力测试，从而降低检测故障率。

本发明利用温敏元件和温敏电阻对温度进行测量；温敏元件和温敏电阻的测试结果通过温度信号比较电路进行处理，能够提升温度测试的精度；若温敏元件或温敏电阻某一组件存在异常，则另一组件同样能够完成温度测试，从而降低故障率。