[发明专利]一种用于高温条件下振动传感器起振元件及其制备方法

说明书

一种用于高温条件下振动传感器起振元件及其制备方法，该起振元件包括起振元件支架、双悬臂折叠梁和起振质量块；双悬臂折叠梁是由两个单悬臂折叠梁组成，两个单悬臂折叠梁以起振质量块为中心成对称布置；每个单悬臂折叠梁的一端分别连接起振质量块，另一端分别连接起振元件支架；起振质量块布置在起振元件支架的中心位置。所述制备方法采用微机电系统加工工艺，对耐高温材料通过两次“电镀‑刻蚀”技术制造成起振元件。该方案能够有效测量高温条件下物体的振动频率数据，具有较广泛的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种用于高温条件下振动传感器起振元件及制备方法，属于振动传感器的设计与制造技术领域。

背景技术

振动传感器是测试技术中的一种关键器件，能够将机械量接收并转化为电学量，在工业控制、航空航天等领域具有广泛的应用。随着工业技术提出的高温环境下测量振动数据的需求，迫切需要研发一种能够耐高温环境的振动传感器。

图1是现有技术中公开的一种高温条件下的振动传感器起振元件的结构示意图，采用双悬臂梁形成三角形连接起振元件支架和起振质量块；此种技术方案中悬臂梁长度较长而起振质量块的面积相对较小，因而浪费了较大的空间，致使整个振动传感器的尺寸相对较大，不利于传感器的微型化；并且悬臂梁与起振质量块的厚度值相差较大，增加了加工工艺的难度，同时这种方案在振动条件下起振质量块的变形位移值会随着横向方向逐渐变化,对测量精度的稳定性会有较大的影响,增加了标定的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高温条件下振动传感器起振元件及其制备方法，使传感器的结构更加紧凑，进一步提高测量精度的稳定性，从而能够有效测量高温条件下物体的振动频率数据。

本发明的技术方案如下：

一种用于高温条件下振动传感器起振元件，包括起振元件支架、悬臂梁和起振质量块；其特征在于：所述悬臂梁采用双悬臂折叠梁，双悬臂折叠梁是由两个单悬臂折叠梁组成，两个单悬臂折叠梁以起振质量块为中心成对称布置；每个单悬臂折叠梁的一端分别连接起振质量块，另一端分别连接起振元件支架；起振质量块布置在起振元件支架的中心位置；起振质量块与双悬臂折叠梁之间留有间隙；双悬臂折叠梁的厚度小于或者等于起振质量块的厚度。

本发明的技术特征还在于：双悬臂折叠梁的宽度范围为10μm至1000μm，双悬臂折叠梁与起振质量块之间的间隙为10μm至1000μm，起振质量块的厚度为20μm至2000μm。

优选地，所述起振元件支架为正多边形或圆形，起振质量块为正多边形或圆形。

更优选地，正多边形为正方形，每个单悬臂折叠梁的折叠角度为90度。

本发明提供的一种用于高温条件下振动传感器起振元件的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)对厚度为20μm至2000μm的耐高温晶片进行氧气清洗；

2)对清洗之后的晶片进行金属溅射工艺，依次溅射一层金属铬和金；

3)对溅射金属后的晶片涂光刻胶，采用光刻和湿法腐蚀工艺，完成图形化处理；

4)对图形化后的晶片进行电镀金属镍工艺，形成金属镍的掩膜；

5)对电镀金属镍之后的晶片进行离子刻蚀工艺，刻蚀区域为起振元件支架、双悬臂折叠梁和起振质量块之间的间隙部位，刻蚀深度大于双悬臂折叠梁的厚度值，形成起振元件基体；

7)对起振元件基体再次进行金属溅射工艺，溅射一层金属铬和金；

8)对溅射金属后的起振元件基体涂光刻胶,采用光刻和湿法腐蚀工艺，完成图形化处理；

9)对图形化后的起振元件基体进行电镀金属镍工艺，形成金属镍的掩膜；