[发明专利]一种陶瓷高温振动传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷高温振动传感器，该传感器由上表层、支撑层以及下表层通过层压烧结成型固化而成的形；上表层由四层陶瓷片层压而成，最上层的陶瓷片上表面印刷有电感，最下层的陶瓷片下表面印刷有电容上极板，且四层陶瓷片中心处均开设有第一通孔；支撑层由三层陶瓷片层压而成；所述下表层由三层陶瓷片层压而成，最下层的陶瓷片的外表面上印刷有电容下极板；上表层、支撑层以及下表层中的所有陶瓷片右侧均开设有第二通孔，电感与电容上极板通过第一通孔内的铂浆层相连，电感与电容下极板通过第二通孔内的铂浆层相连。本发明的陶瓷高温振动传感器既能够在常温下工作又能够在高温环境下工作，而且其结构简单，工艺简便，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及高温振动传感器的技术领域，尤其涉及一种陶瓷高温振动传感器及其制备方法。

背景技术

在涡轮发动机、冶炼高炉、压缩机和燃气轮机等大型机械设备中，工作温度范围通常为600-1000℃，对于此类设备的零部件制造、检测和动态参数的测量等提出了迫切需求和严峻挑战。在飞行器的发动机中，对振动的检测有助于控制燃烧气体和燃料的混合以调整飞行姿态、降低失控风险。由于受制作材料和系统结构的制约，目前已有的振动传感器无法在此类高温恶劣环境下工作。因此，需要研制出一种用于高温环境的振动传感器，提高发动机、飞行器等大型设备的运行安全性和测试准确性。

发明内容

本发明针对现有的高温恶劣环境中振动传感器，提供了一种可工作于高温环境下的陶瓷高温振动传感器及其制备方法。

本发明采用如下的技术方案实现：

一种陶瓷高温振动传感器，该传感器由上表层、支撑层以及下表层通过层压烧结成型固化而成的形；

所述上表层由四层陶瓷片层压而成，最上层的陶瓷片上表面印刷有电感，最下层的陶瓷片下表面印刷有电容上极板，且四层陶瓷片中心处均开设有第一通孔；

所述支撑层由三层陶瓷片层压而成；所述下表层由三层陶瓷片层压而成，最下层的陶瓷片的外表面上印刷有电容下极板；

所述上表层、支撑层以及下表层中的所有陶瓷片右侧均开设有第二通孔，所述电感与电容上极板通过第一通孔内的铂浆层相连，所述电感与电容下极板通过第二通孔内的铂浆层相连。

优选地，所述陶瓷片采用HTCC低温共烧陶瓷材料，该材料是一种氧化铝陶瓷材料，该材料继承了传统陶瓷材料的特点，高温下机械性能稳定，抗腐蚀，成本较低，工艺成熟。电感和电容极板印刷浆料均采用铂浆。

优选地，所述电感为平面方形螺旋电感。

优选地，所述第一通孔布设在电感线圈的中心环心垂直方向上。

优选地，所述第二通孔布设在电感线圈末端环心的垂直方向上。

优选地，所述电感线圈的一端通过第一通孔内的铂浆层与电容上极板相连接，末端通过第二通孔内的铂浆层与电容下极板相连连接。

本发明还提供了上述的陶瓷高温振动传感器的制备方法，包括如下步骤：

S1、按所需尺寸将生瓷带切割成生瓷片，并放入烘干炉中进行预加热；

S2、通过打孔装置在完成预加热的上表层的四层陶瓷片中心处以及上表层、支撑层以及下表层中的所有陶瓷片的右侧开设通孔；

S3、打孔完成以后，采用顶层抽吸的方法使用铂浆对通孔进行填充，并在加热炉中进行烘干加热实现其金属化；

S4、将印刷网版放置在印刷机上，调整网版与生瓷片的位置使两者居中对齐，然后加入铂浆，通过丝网印刷技术在上表层的最上层的陶瓷片上表面上将印制所需的电路图形，形成电感；重复上述步骤完成上表层的最下层的陶瓷片下表面、下表层的最下层的陶瓷片上的电容极板的印刷；