[發明專利]具有非對稱金屬合金薄膜結構的高溫傳感器及制作方法

在審

• 申請號: 202110790120.6
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113551794A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 董波
• 申請（專利權）人: 深圳技術大學
• 主分類號: G01K7/18
• 分類號: G01K7/18;G01K1/12
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 盧澤明

本發明提供一種具有非對稱金屬合金薄膜結構的高溫傳感器及制作方法，該傳感器包括鉑金屬傳感器本體，鉑金屬傳感器本體上涂覆有非對稱金屬合金薄膜結構，非對稱金屬合金薄膜結構具有薄膜層以及厚膜層，薄膜層覆蓋部分的面積為鉑金屬傳感器本體面積的一半，厚膜層覆蓋部分的面積為鉑金屬傳感器本體面積的另一半，薄膜層的厚度為100?300nm，厚膜層的厚度為50?100um。本發明的方法應用于上述的傳感器。應用本發明可以增強鉑金屬高溫傳感器的耐高溫特性，并降低其在高溫下工作的脆化效應。

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，尤其涉及一種具有非對稱金屬合金薄膜結構的高溫傳感器及應用于該高溫傳感器的方法。

背景技術

常用的鉑電阻傳感器具有測溫精度高、穩定性好、性能可靠等特點，但是在測量500℃以上的溫度時，由于鉑電阻長期在高溫下很容易劣化而變脆。因此在高溫下很難長期可靠應用。從高溫合金材料來說，以鐵、鎳、鈷為基，能在600℃以上的高溫及一定應力作用下長期工作，具有優異的高溫強度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能。除基體元素(鐵、鈷、鎳)外，如果高溫合金中比如添加Ta、Re、W、Mo等難熔元素可以較大的增強其高溫穩定性。

鉑電阻溫度傳感器的基本工作原理是隨著外界溫度的變化其電阻也同時發生相應的變化。通過測量電阻的大小從而獲得外界測量的溫度的變化。但是當該類傳感器處于500度以上的溫度時很容易脆化，不能長期應用，因此需要利用特殊合金材料對該類傳感器進行增固增穩。然而，在增固增穩的同時需要考慮鉑電阻的熱脹冷縮特性，現有的產品難以解決上面所出現的各個問題。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種可以增強鉑金屬高溫傳感器的耐高溫特性，并降低其在高溫下工作的脆化效應的具有非對稱金屬合金薄膜結構的高溫傳感器。

本發明的另一目的是提供一種上述具有非對稱金屬合金薄膜結構的高溫傳感器的制作方法。

為了實現上述主要目的，本發明提供的一種具有非對稱金屬合金薄膜結構的高溫傳感器，包括鉑金屬傳感器本體，所述鉑金屬傳感器本體上涂覆有非對稱金屬合金薄膜結構，所述非對稱金屬合金薄膜結構具有薄膜層以及厚膜層，所述薄膜層覆蓋部分的面積為所述鉑金屬傳感器本體面積的一半，所述厚膜層覆蓋部分的面積為所述鉑金屬傳感器本體面積的另一半；所述薄膜層的厚度為100-300nm，所述厚膜層的厚度為50-100um。

進一步的方案中，所述非對稱金屬合金薄膜結構為非對稱鎳錳合金薄膜結構，所述薄膜層是厚度為100-300nm的鎳錳合金薄膜，所述厚膜層是厚度為50-100um的鎳錳合金薄膜。

更進一步的方案中，所述薄膜層的厚度為200nm。

更進一步的方案中，所述厚膜層的厚度為100um。

更進一步的方案中，所述薄膜層與所述厚膜層位置不在同一水平高度上，并形成非對稱位置結構，所述薄膜層靠近于所述鉑金屬傳感器本體的接線端設置，所述厚膜層相對于所述薄膜層遠離于所述鉑金屬傳感器本體的接線端設置。

更進一步的方案中，在所述鉑金屬傳感器本體的接線端涂覆有薄膜絕緣層。

更進一步的方案中，所述薄膜絕緣層是厚度為100-300nm的鎳錳合金薄膜。

更進一步的方案中，所述薄膜絕緣層是厚度為200nm的鎳錳合金薄膜。

更進一步的方案中，所述鉑金屬傳感器本體的接線端為引線電極。