[发明专利]一种柔性薄膜式压电声发射传感器及其制作方法

说明书

本发明涉及一种柔性薄膜式压电声发射传感器，属于电力工程技术领域。本发明的柔性薄膜式压电声发射传感器，除压电薄膜晶片外，所有组成部分均具有柔性；而压电薄膜晶片虽然不具有柔性，但其尺寸很小，因而可以适应弯曲的表面。实际测试中，本发明的传感器足以适应曲率半径为80mm的球面，克服了传统的声发射传感器厚度大、不易适应弯曲表面的缺点。此外，本发明的传感器中的薄膜式铜导线可以做得很长，因此这种结构的传感器可以伸入一些狭窄逼仄的空间工作。

技术领域

本发明属于电力工程技术领域，具体涉及一种柔性薄膜式压电声发射传感器及其制作方法。

背景技术

检测接收声发射信号并进行分析得到声发射源(缺陷)的信息过程称之为声发射检测，其原理为：声发射源产生的弹性波传播到材料表面，使得材料表面产生位移。声发射传感器探测这种位移，并将这种位移转化为电信号，然后使用放大器放大，并使用专门的设备进行处理和记录，从而分析声发射源的位置、性质等信息。

目前已经有实用的声发射传感器，例如专利号为2018205313913的专利公开了一种压电式声发射传感器。目前的声发射传感器采用压电块作为传感材料，并使用金属外壳进行电磁屏蔽。虽然灵敏度高，信噪比高，但存在一些局限性：

第一，这种结构的声发射传感器的厚度较大。在一些特殊场合，空间狭小，要求声发射传感器的厚度必须足够小，然而，现有的声发射传感器不能满足需求。

第二，这种结构的声发射传感器不具有柔性，不易适应弯曲的表面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种柔性薄膜式压电声发射传感器及其制作方法。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种柔性薄膜式压电声发射传感器，包括柔性绝缘薄膜基底1，所述柔性绝缘薄膜基底1的第一表面上间隔设置有第一铜导线2和第二铜导线3，所述第一铜导线2和所述第二铜导线3之间设置有压电薄膜晶片5，所述压电薄膜晶片5具有顶电极8和底电极9，所述压电薄膜晶片5的顶电极8通过第一导电银浆7与所述第一铜导线2连接，所述压电薄膜晶片5的底电极9通过第二导电银浆6与所述第二铜导线3连接，所述柔性绝缘薄膜基底1和所述压电薄膜晶片5上设置有绝缘胶带4用于对器件进行封装；

所述柔性绝缘薄膜基底1的与所述第一表面相反的第二表面上设置有第一金属屏蔽层10；所述绝缘胶带4上设置有第二金属屏蔽层11。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述柔性绝缘薄膜基底1所使用的材料为PI。

进一步的，所述压电薄膜晶片5为铌酸锂单晶薄膜或钽酸锂单晶薄膜。

进一步的，所述绝缘胶带4所使用的材料为PI。

进一步的，所述第一金属屏蔽层10和第二金属屏蔽层11所使用的材料为铝、铜、铂、金或钼。

进一步的，所述传感器的厚度小于200微米。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种柔性薄膜式压电声发射传感器的制备方法，包括以下步骤：

使用掩膜版和采用磁控溅射的方式，制备压电薄膜晶片5的顶电极8和底电极9；

在所述柔性绝缘薄膜基底1上形成间隔设置的第一铜导线2和第二铜导线3；

在所述第一铜导线2和所述第二铜导线3之间涂抹银浆，形成第二导电银浆6；

将所述压电薄膜晶片5的底电极9放置在所述第二导电银浆6上；

在所述顶电极8和所述第一铜导线2之间涂抹第一导电银浆7；

在所述柔性绝缘薄膜基底1和所述压电薄膜晶片5上形成绝缘胶带4；