[發明專利]紫外火焰傳感器及其制作方法

無效

• 申請號: 200810044571.X
• 申請日: 2008-04-10
• 公開（公告）號: CN101251416A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 董政;黃大貴;張列平;張德銀;黃逸平
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01J1/02
• 分類號: G01J1/02;G01J3/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于火焰探測器領域，特別涉及一種紫外火焰傳感器及其制備方法。

背景技術

紫外探測技術是繼紅外和激光技術之后發展起來的又一重要的光電探測技術，其在醫學、生物學、軍事等領域的應用前景廣闊，對一個國家的國防和國民經濟建設均有重要的意義，可以廣泛地應用在航空器、火箭等的尾焰探測、導彈探測及制導、紫外保密通信技術、火災報警等方面。

傳統紫外火焰傳感器是采用紫外光電管作為探測器件，在火焰尚未形成明顯火苗之前即能探測到火焰光譜中的1800-2600的紫外線，從而發出報警信號的一種裝置。早期使用的紫外傳感器由于受技術水平及工藝水平的限制，在實際應用中對環境干擾的抑制能力較差，容易產生誤報警。現有的紫外火焰傳感器，如成都旭光股份有限公司等國內公司和日本濱松株式會社等國外公司的紫外火焰傳感器，都基于紫外光電管的原理制成。其采用玻璃結構，主要由透紫玻璃球、線狀或片狀光電陰陽極構成，不但體積大，安裝不方便，而且傳感器的可靠性和一致性欠佳，特別在探測器的剛度和抗沖擊方面性能有待提高。現有的紫外光敏管均采用玻璃球殼在高溫環境中抽真空方法制成，工藝復雜，成本高。而且高溫環境中玻璃殼處在熔融狀態，在制作過程中難以保證陰極與陽極之間的距離和平行度，同時對玻璃材質的性能要求較高。因此，研究開發并推廣使用小巧可靠的紫外傳感器和通用強、成本低的紫外傳感器制備工藝實為必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構小巧、可靠度靈敏度高、耐沖擊性好、結構剛度高、線性度高，測量穩定性好的紫外火焰傳感器。

本發明的另一目的在于提供一種紫外火焰傳感器的制作方法。

所述紫外火焰傳感器，其結構包括：一透紫玻璃片；一網狀陽極，該陽極層制作在透紫玻璃片上；一陰極襯底玻璃片；一光電陰極，該層制作在陰極襯底玻璃片上面；一玻璃環，該玻璃環制作在陰極和陽極中間；一抽真空口，該抽真空口制作在玻璃環上；一塑封底座，該底座制作在陰極襯底玻璃片下面；一陰極和陽極引出線，該引出線粘接在塑封底座上，分別與陰極和陽極相連接；一塑料外殼，該外殼制作在塑封底座，玻璃環和玻璃片周圍。

其中所述的透紫玻璃片、陰極襯底玻璃片和玻璃環均為高透紫玻璃，通過粘合構成一個抽真空的密封腔。

其中所述的網狀陽極和光電陰極均為99.99％純度以上的金屬鎳，電極陽極為網狀鎳鍍在紫外玻璃片上，光電陰極鍍在陰極襯底玻璃片，通過鍍膜和光刻工藝實現。

其中所述的玻璃環上面留有抽真空口。對空腔抽真空并充一定比例的氫氣、氦氣、氖氣。

其中陰極和陽極引出線粘接在塑封底座上，電極與引腳線是通過線路絕緣粘附在玻璃環周圍。

其中陰陽極引腳及其固定作用的引腳是烙蝕在塑封底座上，塑封底座、玻璃環和玻璃片與塑料殼密封成一體，固定腔體位置。

一種紫外火焰傳感器及其制作方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)對透紫玻璃片樣品表面進行處理：首先依次利用酮類和醇類試劑對樣品進行清洗，除去表面的有機物；利用HNO3∶H2O＝1∶(1～3)或者鹽酸對樣品進行清洗，去除表面的氧化物；然后利用去離子水沖洗樣品，烘干備用；

(2)在透紫玻璃片上鍍高純鎳光電陰極；

(3)在要做陽極的透紫玻璃上涂膠、光刻、顯影、烘烤后濺射金屬鎳，用剝離法制作出網狀金屬陽極；

(4)做好電極的玻璃襯底片分別用甲苯、丙酮、無水酒精超聲后，用去離子水沖洗烘干；

(5)隨后在超凈環境中將帶電極的紫外玻璃片對準玻璃環，并使其接觸在一起進行粘接，形成玻璃腔體；

(6)對玻璃腔體抽真空，并罐裝一定比例的氫、氦、氖氣，將抽真空口密封；

(7)將陰陽極引出線粘接到塑封基底上，焊接引腳；

(8)在傳感器密封部位涂一層粘接劑，逐個裝上磨具預熱，灌膠，灌膠后在室溫環境中存置，同時除去氣泡，批量植入烘箱，同時加熱固化；

(9)完成封裝，器件制備完畢。

與現有的紫外火焰傳感器技術相比較，本發明有如下積極有益的效果：

(1)與現有的紫外光電管技術相比，本發明由于采用集成電路加工工藝和MEMS加工工藝，提供的固封光電傳感器件具有結構小巧美觀的特點。

(2)本發明由于采用平行玻璃片上鍍電極，這種設計便于長期保證陰陽極電極間距與平行度，器件性能受工作時間和環境干擾影響小。

(3)本發明采用的網狀面陽極與面光電陰極結構，擴大了光電子接觸面積，增強了響應信號，提高了探測靈敏度。