[发明专利]微纳热电偶探针的制备装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电偶探针的制备装置，特别涉及一种用于微纳环境温度测量的热电偶探针的制备装置。

背景技术

温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上表现物体分子热运动的剧烈程度。温度越高，表示物体内部分子运动越剧烈。温度的测量是农业，工业，国防和科研等部门最普遍的测量项目，在保证产品质量，提高生产效率，节约能源，安全生产等诸多方面起到了至关重要的作用。

如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。这一结论称作“热力学第零定律”。热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和温度的测量方法。测量温度的方法有很多种，按照测量体是否与被测介质接触，可分为接触式测量法和非接触式测温法两大类。

接触式测温法的特点是测温元件直接与被测对象接触，两者之间进行充分的热交换，最后达到热平衡，这时感温元件的某一物理参数的量值就代表了被测对象的温度值。这种方法优点是直观可靠，缺点是感温元件影响被测温度场的分布，接触不良等都会带来测量误差，另外温度太高和腐蚀性介质对感温元件的性能和寿命会产生不利影响。非接触式测温法的特点是感温元件不与被测对象相接触，而是通过辐射进行热交换，故可以避免接触式测温法的缺点，具有较高的测温上限。此外，非接触式测温法热惯性小，可达1/1000S，故便于测量运动物体的温度和快速变化的温度。主要技术包括热电偶、半导体二极管、金属电阻、热敏电阻、红外线温度测定法。

伴随着生物技术和纳米技术的发展，微纳米仪器的使用越来越广泛，其中对超微区域或超快速过程温度测量是一大类重要问题。另外，在许多微纳米仪器应用场合，也需要对极细微区域内的温度信息进行准确而迅速的测定。显然这些情况对温度传感器的尺寸具有很高的要求。在已建立的各种超微区域热学测定方法中使用的测温工具中，热电偶是最佳选择。

热电偶基于塞贝克效应在电路中产生电动势的一对不同材料的导电体，由两种不同成分的导体两端接合成回路时，当两接合点热电偶温度不同时，就会在回路内产生热电流。热电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。其特点是：(1)、装配简单，更换方便；(2)、测量精度高；(3)动态响应快；(4)测量范围广；(5)可以作远距离测量。传统的制备超微型热电偶的方法包括特殊的镀膜加工技术和半导体制造技术，而这些技术所需要的设备众多，工艺相当复杂，所获得的热电偶价格比较昂贵，因此市面上一般很难获得超微型热电偶，因而简单易行的超微型热电偶制备有着重要的意义。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种微纳热电偶探针的制备装置，通过电化学腐蚀法、机械控制、真空离子溅射技术从而加工出直径在数十微米到数十纳米范围内用于微纳环境内温度测量的微纳米热电偶，节省了设备，简化了制备工艺，提高了效率和成功率。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种微纳热电偶探针的制备装置，包括：上部开口的箱体、滑槽、操纵杆、机械爪、电化学腐蚀模块、洗涤干燥模块和绝缘层包覆模块，所述箱体的上部设有一滑槽，操纵杆与滑槽可滑动的连接，操纵杆与机械爪固定连接，所述电化学腐蚀模块、洗涤干燥模块和绝缘层包覆模块依次设置在箱体的底部上。

进一步地，所述机械爪能够在垂直方向伸缩，所述滑槽的方向为水平方向。

进一步地，还包括探针夹具，所述机械爪通过该探针夹具夹持探针。

进一步地，所述探针夹具包括固定部和可滑动部，其中固定部上设有电极，所述探针伸入位于固定部和可滑动部之间的凹槽中，探针与电极接触，可滑动部的外表面设有一调整可滑动部位置的旋钮。更进一步地，所述探针夹具包括用于固定探针的夹持臂。