温度传感装置、温度传感测试系统及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种温度传感装置及、温度传感测试系统及其工作方法，该温度传感装置包括：介质基底；位于介质基底一侧表面的贴片天线，所述贴片天线至少包括暴露于介质基底外的暴露部；所述贴片天线被配置为与被测物体形成电连接；以及位于所述介质基底一侧表面的二极管，所述二极管的阴极贯穿通过所述介质基底的厚度与被测物体形成电连接；所述二极管的阳极与所述贴片天线的暴露部形成电连接；其中，所述二极管并联设置在所述贴片天线与所述被测物体之间。本发明专利技术可实现长距离无线遥控测量被测对象的温度，具有高Q值、可在金属环境应用等优点。

Temperature sensing device, temperature sensing test system and its working method

【技术实现步骤摘要】
温度传感装置、温度传感测试系统及其工作方法
本专利技术涉及温度测量领域，具体涉及一种温度传感装置及、温度传感测试系统及其工作方法。
技术介绍
目前，高温部件的温度、压力等参数的实时测试对提高发电机的工作效率有极大影响。以火箭推进器的燃气涡轮发动机内部的高温极端环境为例，燃气涡轮发动机通常由压缩、燃烧室和涡轮机组成，其各个部分分别工作于不同的温度环境。其中，涡轮机的涡轮叶片暴露在燃气中，工作温度会达到2500°F-3000°F。现有技术中，通常采用高温传感技术进行航空航天、交通运输机械加工等领域极端环境下的压力、温度等参数的测试。仍以测量燃气涡轮发动机内部高温环境为例，可采用有线连接的热电偶测量涡轮发动机的叶片温度，测量时将引线嵌入到叶片内部或者表面。然而，这种引线接入的方法通常会导致叶片的结构变化以及使叶片出现空气动力学上的诸多问题，例如，该方法对叶片内部用于冷却作用的空气流产生扰动，这种扰动会对叶片周围的边界空气层产生影响，甚至干扰发动机叶片正常旋转工作。针对高温等恶劣环境中温度的测试，另一种无线无源的原位测试方法逐渐成为很多专利技术人的研究方向。其中，以LC谐振式温度传感器为例，LC谐振式温度传感器由在耐高温基底上印刷电线圈和电容制成，结构简单且测试信号稳定，不易受外界环境干扰，已经实现了1000℃高温的测试突破，但是其具有无线测试距离近、Q值低、不能实现金属目标温度测试并且电磁场易受干扰等问题，以及集总电路只能工作在低频范围的缺点。因此，需要提出克服上述问题的温度传感装置及、温度传感测试系统及其工作方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供新的温度传感装置及、温度传感测试系统及其工作方法，以解决现有技术中存在的问题中的至少一个。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术第一方面提供一种温度传感装置，包括：介质基底；位于介质基底一侧表面的贴片天线，所述贴片天线至少包括暴露于介质基底外的暴露部；所述贴片天线被配置为与被测物体形成电连接；以及位于所述介质基底一侧表面的二极管，所述二极管的阴极贯穿通过所述介质基底的厚度与被测物体形成电连接；所述二极管的阳极与所述贴片天线的暴露部形成电连接；其中，所述二极管并联设置在所述贴片天线与所述被测物体之间。可选地，所述介质基底形成有贯通介质基底的厚度的第一通孔，所述第一通孔内填充有第一导电件；所述贴片天线的暴露部通过所述第一导电件与被测物体形成电连接；或者，所述天线包括有穿过介质基底厚度掩埋在介质基底内的与被测对象形成电连接的掩埋部。可选地，所述介质基底形成有贯通介质基底的厚度的第二通孔，所述第二通孔内填充有第二导电件；所述二极管的阴极通过所述第二导电件与被测物体形成电连接。可选地，该装置还包括用于实现所述贴片天线与所述二极管之间的信号传输的等效谐振电路。可选地，所述介质基底通过淀积工艺形成在被测物体金属表面。可选地，所述介质基底的材料选自氧化铝、氮化铝和氧化钇稳定的氧化锆中的一种或多种。可选地，所述二极管还包括半导体层；其中，所述二极管的阳极采用铂，所述二极管的阴极采用钒，所述半导体层采用氧化铝掺杂的氧化锌。本专利技术第二方面提供一种利用本专利技术第一方面提供的装置的温度传感测试系统，包括：至少一个收发器；以及至少一个执行上述第一方面中任一项所述的温度传感装置；其中，各温度传感装置的介质基底工艺形成在被测物体金属表面。本专利技术第三方面提供一种执行本专利技术第二方面提供的温度传感测试系统的工作方法，所述方法包括：所述收发器发射扫频询问信号并接收响应信号；所述温度传感装置的所述贴片天线接收所述扫频询问信号；所述温度传感装置的二极管接收所述扫频询问信号，生成含有被测对象温度信息的谐波信号作为响应信号，所述微带天线输出所述响应信号。可选地，所述收发器以时分复用方式发射扫频询问信号并接收响应信号。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案采用无线无源测试方法，温度传感装置贴合在被测对象上，无需改变被测对象的结构，通过贴片天线与二极管之间的信号传输即可完成被测对象温度的传感测试，可实现长距离无线遥控测量被测对象的温度，具有高Q值、可在金属环境应用等优点。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出本专利技术提供的一个实施例的被测涡轮叶片的示意图；图2示出本专利技术提供的一个实施例的温度传感装置的示意图；图3示出本专利技术提供的一个实施例的温度传感装置的侧视图图4示出本专利技术提供的一个实施例的温度传感装置的俯视图；图5示出本专利技术提供的一个实施例的电路示意图；图6示出本专利技术提供的一个实施例的二极管的结构侧视图；图7示出本专利技术提供的一个实施例的二极管的结构俯视图；附图标记：被测涡轮叶片1；温度传感装置2；介质基底21；贴片天线22；二极管23；二极管的阳极231；二极管的阴极232；半导体层233；二极管倍频器电路234；等效谐振电路24；第一导电件211；第二导电件212。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1所示，以本专利技术实施例提供的温度传感装置测量燃气涡轮发动机叶片工作时的内部高温环境为具体示例，被测对象为涡轮叶片1，被测涡轮叶片1的金属表面为镍铬铁合金，本专利技术实施例提供的温度传感装置2被配置在被测涡轮叶片1的表面上。本专利技术的第一个实施例公开了一种温度传感装置，包括：介质基底；位于介质基底一侧表面的贴片天线，贴片天线至少包括暴露于介质基底外的暴露部；贴片天线被配置为与被测物体形成电连接；以及位于介质基底一侧表面的二极管，二极管阴极贯穿通过介质基底的厚度与被测物体形成电连接；二极管阳极与贴片天线的暴露部形成电连接；其中，二极管并联设置在贴片天线与被测物体之间。本专利技术实施例采用无线无源测试方法，温度传感装置配置在被测涡轮叶片上，无需改变被测涡轮叶片的结构，通过贴片天线与二极管间的信号传输即可完成被测涡轮叶片温度的传感测试，可实现长距离无线遥控测量被测涡轮叶片的温度，具有高Q值、可在金属环境应用等优点。在本实施例的一些可选地实现方式中，介质基底形成有贯通介质基底的厚度的第一通孔，第一通孔内填充有第一导电件；贴片天线的暴露部通过第一导电件与被测物体形成电连接；或者，天线包括有穿过介质基底厚度掩埋在介质基底内的与被测对象形成电连接的掩埋部。在本实施例的一些可选地实现方式中，介质基底形成有贯通介质基底的厚度的第二通孔，第二通孔内填充有第二导电件；二极管的阴极通过第二导电件与被测物体形成电连接。在本实施例的一些可选地实现方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温度传感装置，其特征在于，包括：/n介质基底；/n位于介质基底一侧表面的贴片天线，所述贴片天线至少包括暴露于介质基底外的暴露部；所述贴片天线被配置为与被测物体形成电连接；以及/n位于所述介质基底一侧表面的二极管，所述二极管的阴极贯穿通过所述介质基底的厚度与被测物体形成电连接；所述二极管的阳极与所述贴片天线的暴露部形成电连接；/n其中，所述二极管并联设置在所述贴片天线与所述被测物体之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种温度传感装置，其特征在于，包括：
介质基底；
位于介质基底一侧表面的贴片天线，所述贴片天线至少包括暴露于介质基底外的暴露部；所述贴片天线被配置为与被测物体形成电连接；以及
位于所述介质基底一侧表面的二极管，所述二极管的阴极贯穿通过所述介质基底的厚度与被测物体形成电连接；所述二极管的阳极与所述贴片天线的暴露部形成电连接；
其中，所述二极管并联设置在所述贴片天线与所述被测物体之间。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述介质基底形成有贯通介质基底的厚度的第一通孔，所述第一通孔内填充有第一导电件；所述贴片天线的暴露部通过所述第一导电件与被测物体形成电连接；
或者，所述天线包括有穿过介质基底厚度掩埋在介质基底内的与被测对象形成电连接的掩埋部。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述介质基底形成有贯通介质基底的厚度的第二通孔，所述第二通孔内填充有第二导电件；所述二极管的阴极通过所述第二导电件与被测物体形成电连接。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括用于实现所述贴片天线与所述二极管之间的信号传输的等效谐振电路。


5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭倩倩，李向光，徐香菊，付博，方华斌，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37