[發明專利]一種機械密封式微型熱導檢測器

在審

• 申請號: 201811534729.1
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109507230A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 夏國棟;賀鑫;馬丹丹;王佳豪
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N30/66
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

1.一種機械密封式微型熱導檢測器，其特征在于，包括：最上端的有機玻璃蓋板(1)、最下端的有機玻璃底座(6)、中間的硅基底(15)，還包括大橡膠密封圈(21)、小橡膠密封圈(20)、上硅膠墊片(10)、下硅膠墊片(14)、上玻璃片(11)、下玻璃片(13)，通過有機玻璃蓋板與有機玻璃底座的螺栓固接形成機械密封，完成檢測器制作。

有機玻璃蓋板(1)與有機玻璃底座(6)上均開設8個螺紋孔，利用固定螺栓(4)進行機械固定密封；有機玻璃蓋板下表面加工有蓋板開槽(2)，蓋板開槽(2)內自上而下上硅膠墊片(10)與上玻璃片(11)依次置于其中；有機玻璃底座上表面加工底座開槽(7)，硅基底(15)、下玻璃片(13)及下硅膠墊片(14)自上而下依次置于其中；大橡膠密封圈(21)內放置兩個小橡膠密封圈(20)，兩個小橡膠密封圈(20)并排放置且與大橡膠密封圈(21)同平面；大橡膠密封圈(21)、小橡膠密封圈(20)位于上玻璃片(11)與硅基底(15)之間，機械密封后由兩個小橡膠密封圈(20)、上玻璃片(11)與硅基底(15)三者圍成的區域分別形成熱導檢測器的測量熱導池和參考熱導池；

有機玻璃底座(6)上表面加工有第一管道槽道(9)，硅基底(15)上表面加工有第二管道槽道(22)和第三管道槽道(23)，第二管道槽道(22)和第三管道槽道(23)長度軸向串通在一起與測量熱導池或參考熱導池連通，且第二管道槽道(22)寬度及深度方向的尺寸大于第三管道槽道(23)寬度及深度方向的尺寸，且第二管道槽道(22)中插入毛細不銹鋼管作為氣體通道，使得硅基底(15)外與測量熱導池或參考熱導池連通，測量熱導池和參考熱導池均設有兩個氣體管道，記為參考氣入口通道(16)、參考氣出口通道(17)、待測氣入口通道(18)、待測氣出口通道(19)，參考氣入口通道(16)、參考氣出口通道(17)、待測氣入口通道(18)、待測氣出口通道(19)對應的毛細不銹鋼管分別對應嵌入到第一管道槽道(9)中；在第二管道槽道(22)與不銹鋼管之間的空隙處用環氧樹脂密封；在硅基底上表面的測量熱導池和參考熱導池內均包括兩個熱敏電阻(24)，共四個熱敏電阻(24)；每個熱敏電阻(24)的兩端分別由電極引線(25)引出到硅基底邊緣并制作成8個電極焊盤(26)，在電極焊盤處連接焊線并通過有機玻璃底座上的焊線槽道(8)引出；測量熱導池與參考熱導池的四個熱敏電阻將連接成惠斯通電橋。

2.按照權利要求1所述的一種機械密封式微型熱導檢測器，其特征在于，上玻璃片(11)厚度大于下玻璃片(13)，上玻璃片(11)下表面加工有橡膠圈定位槽(12)，用于放置大橡膠密封圈(21)、小橡膠密封圈(20)。

3.按照權利要求1所述的一種機械密封式微型熱導檢測器，其特征在于，硅基底上表面的大橡膠密封圈以及兩個小橡膠密封圈之間均留有間隙；所述橡膠圈材質為普通氟橡膠或全氟醚橡膠。

4.按照權利要求1所述的一種機械密封式微型熱導檢測器，其特征在于，硅基底(15)自上而下依次為氮化硅、單晶硅、氮化硅三層材料構成，頂層氮化硅表面采用磁控濺射技術加工有熱敏電阻(24)、電極引線(25)及電極焊盤(26)；所述硅基底(15)正對熱敏電阻(24)位置處的下表面加工有背部空腔(27)，其中下表面的氮化硅層和中間的單晶硅被完全刻蝕掉，即熱敏電阻(24)僅由上層的薄層氮化硅支撐。

5.按照權利要求1所述的一種機械密封式微型熱導檢測器，其特征在于，所述硅基底(15)上表面第三管道槽道(23)在寬度及深度方向均小于第二管道槽道(22)，兩者在長度方向相通，并且連接位置正被位于其上的小橡膠密封圈(20)所覆蓋。

6.按照權利要求1所述的一種機械密封式微型熱導檢測器，其特征在于，所述測量熱導池和參考熱導池內包含的2個熱敏電阻(24)，每個熱敏電阻為梳狀結構，兩個熱敏電阻的梳狀結構交錯布置在一起。