专利摘要

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。

权利要求

1.一种陶瓷高温振动传感器，其特征在于：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。

2.如权利要求1所述的一种陶瓷高温振动传感器，其特征在于：所述陶瓷片采用HTCC高温共烧陶瓷材料，电感和电容极板印刷浆料均采用铂浆。

3.如权利要求1所述的一种陶瓷高温振动传感器，其特征在于：所述电感为平面方形螺旋电感。

4.如权利要求1所述的一种陶瓷高温振动传感器，其特征在于：所述第一通孔布设在电感线圈的中心环心垂直方向上。

5.如权利要求1所述的一种陶瓷高温振动传感器，其特征在于：所述第二通孔布设在电感线圈末端环心的垂直方向上。

6.如权利要求1所述的一种陶瓷高温振动传感器，其特征在于：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。

7.如权利要求1所述的一种陶瓷高温振动传感器的制备方法，其特征在于：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；

S5、将印刷好的生瓷片置于烘干炉内进行烘干处理，使铂浆干结，通过叠片机将印刷好的各部分生瓷片按权利要求1-6任一项所述的层次和次序叠加在一起；

S6、将叠片完成后的多层基板进行真空密封并放入层压机中进行层压，在温度为45℃、压力为5MPa的环境下，使每层瓷片紧密粘合在一起，形成一个完整的生瓷胚体，并将其放入高温烧结炉内进行高温共烧，使其固化成型。

说明书

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；

S5、将印刷好的生瓷片置于烘干炉内进行烘干处理，使铂浆干结，通过叠片机将印刷好的各部分生瓷片按按上述的层次和次序叠加在一起；

S6、将叠片完成后的多层基板进行真空密封并放入层压机中进行层压，在一定的温度和压力(45℃,5MPa)环境下，使每层瓷片紧密粘合在一起，形成一个完整的生瓷胚体，并将其放入高温烧结炉内进行高温共烧，使其固化成型。

本发明中电感线圈和电容极板采用的是与HTCC生瓷片相匹配的耐高温铂浆，与生瓷片能够很好的粘合，不会出现分层、剥离等现象。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用HTCC技术通过切割、打孔、填孔、印刷、叠片、层压、烧结形成一种陶瓷高温振动传感器，该传感器具有耐高温性、结构合理、性能可靠、工作时间长等优点。该传感器不仅能够在常温下将振动信号转换成频率信号传送给测试设备，而且在高温的环境下也可以实现长时间的稳定测量，工作温度可达800℃以上，灵敏度高、稳定性好；设计结构巧妙、工艺操作简单可行、易于产业化发展，在航空航天、汽车电子、生物工程等领域具有应用价值。

附图说明

图1为本发明实施例陶瓷高温振动传感器的整体结构示意图

图2为本发明实施例中传感器的电感线圈示意图

图3为本发明实施例中传感器的电容极板示意图。

具体实施方式

结合附图对发明的具体实施方式做详尽的说明。

如图1-图3所示，本发明实施例提供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；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。当外界发生振动时，电容极板之间的间距会发生变化，电容值即会变化，使得传感器的LC 电路谐振频率随之变化。

所述陶瓷片采用HTCC高温共烧陶瓷材料，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，所述电感为平面方形螺旋电感。所述第一通孔布设在电感线圈的中心环心垂直方向上。

所述第二通孔布设在电感线圈末端环心的垂直方向上。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。

本发明实施例还提供了一种陶瓷高温振动传感器的制备方法，包括如下步骤：

S1、按尺寸将HTCC生瓷带切割成所需大小的生瓷片，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；

S5、将印刷好的生瓷片置于烘干炉内进行烘干处理，使铂浆干结，通过叠片机将印刷好的各部分生瓷片按按上述的层次和次序叠加在一起；

S6、将叠片完成后的多层基板进行真空密封并放入层压机中进行层压，在一定的温度和压力(45℃,5MPa)环境下，使每层瓷片紧密粘合在一起，形成一个完整的生瓷胚体，并将其放入高温烧结炉内进行高温共烧，使其固化成型。

本具体实施的陶瓷高温振动传感器结构巧妙、制作工艺简单、生产成本较低、易于实现工业化的生产，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具有较高的使用价值。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种陶瓷高温振动传感器及其制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。