多功能传感器制造技术

本实用新型专利技术属于探测技术用的仪器，特别是对光辐射、温度、烟火、气流冲击、压力、接触都可探测的多功能传感技术领域。本实用新型专利技术基于铁电材料同时具有热电与压电性，当与高强度、耐高温的铬黑吸收体结合时构成可承受高功率密度辐射、耐机械磨损、大敏感面积的多功能传感器，可用于制造各种安全、制动、防火、防盗、救护、监测及报警装置。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于探测器制造
，特别是对光辐射、温度、烟火、压力、接触都可探测的多功能传感
已知许多压电材料，如水晶，酒石酸钾钠、钛酸钡、铌酸锂，及若干种PZT、陶瓷、氧化物，和高分子薄膜PVDF等，其压电效应被广泛利用来制作了压敏传感器、力敏传感器、加速度传感器、声传感器及压电点火器等等。其中一些陶瓷氧化物因热释电效应明显已被用来制作了红外光敏元件。最近PVDF薄膜已被用来制作激光探测器(中国专利86207853)，其特点是吸收层采用了石墨吸收体，补偿了居里温度太低的限制而能承受高功率密度激光辐照。所有上述已有技术只利用了压电材料具有的两种物理效应(压电与热电效应)之一；红外传感器不能用来测激光；而石墨吸收体限制了探测器的响应速度，当制成大敏感面积探测器时，吸收体响应的均匀性也有待提高(现为10％)。本技术的目的在于提供一种新型传感器，其结构设计使铁电材料的压电效应与热电效应都能同时得到有效利用并可以调节和控制。这种将敏感作用承受体与功能材料结合成一体的多功能传感器，能同时探测光辐射，温度、压力、烟火、接触等多种物理作用并给出所需的电信号。本技术的多功能传感器使用的敏感材料包括钽酸锂、铌酸锂、钛酸钡、钛酸锶等具有较高热释电系数的铁电材料。将这种材料采用通常的极化处理工艺极化，材料的形状可以是园形、矩形或实用时需的形状，厚度一般为30μm┄3.5mm，厚度均匀性应优于10％，面积为0.5cm2┄120cm2。敏感材料的两面均采用涂银浆烧结或蒸镀金属导电膜。本技术的特点之一把敏感材料与敏感接收层做成一体，即把已蒸镀好金属导电层的铁电基片的一面做上氧化铬层，这层氧化铬层采用电镀方法，镀一层厚度5－10μm膜。它具有良好的光谱吸收特性(附附图说明图1)，从紫外到红外宽波长范围上吸收系数为0.97且均匀平坦，能耐受1000℃以上高温、导电。这层氧化铬层作为敏感作用接收表面承受外界信号，这一面与外壳连接并接地。它的另一面电极应被外壳屏蔽但彼此绝缘，并从此面引出信号线。本技术的实施例如图2所示，现参照图2说明本专利的具体结构。图2中(1)是探测器的金属外壳；与它前面边缘紧密相连，电接触良好的是敏感接收层(2)氧化铬，厚度为5μm、直径20mm，此作用层被电镀在已经极化处理的铁电陶瓷片(3)的正电极上。铌酸锂陶瓷基片厚1.2mm、直径27mm、厚度均匀性优于5％。(4)是另一个电极，它与外壳绝缘，中间夹以弹性垫衬物(5)为泡沫塑料。(6)是信号引出线，可以通过装在外壳上的插座引出，也可直接引出。这种传感器可用来探测各种脉冲激光的直接辐射，弹性垫衬物(5)是为防止颤噪效应在激光探测时叠加高频噪声而采取的措施。实施例1用作激光探测器其典型的结构及参数如下有效敏感面直径 50mm (19.6cm2)响应时间350μs灵敏度8mv／mJ光谱响应范围200nm┈2.5μm面响应均匀性±5％实施例2如图2所示的结构，采用PVDF薄膜做敏感材料，有效敏感面直径为20mm，其该传感器的具有多种功能的典型参数如下响应时间100μS灵敏度(光辐射)15mv／mJ灵敏度(温度)25mv／℃灵敏度(压力)5mv／gf本技术的优点在于敏感材料与敏感接收层做成一体，减少了器件的体积，增加了可靠性。传感器表面可直接触摸和清洗，干燥后即可重复使用。它具有多种功能可同时检测声、光、电、压接触等信号，一机多用途，并直接承受高功率密度辐射，大面积的激光探测，特别是解决了输出光束直径较大的准分子激光器的直接测量问题，另外这种多功能传感器可用于制造各种安全、制动、防火、防盗、救护、检测报警装置。权利要求1.一种由敏感材料、敏感接收层组成的多功能传感器，其特征在于用经极化处理的铁电材料基片两面附着上金属电极做敏感材料(3)，氧化铬层(2)做敏感接收层镀在敏感材料(3)的一面上，并做为一个电极它与外壳(1)相接，敏感材料(3)的另一面为另一电极(4)它与外壳(1)绝缘，且中间夹有一层弹性绝缘垫(5)，信号线(6)与电极(4)相接。2.按权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于所说的铁电材料是同时具有压电效应与热释电效应的晶体、铌酸锂、钛酸钡、钛酸锶、钽酸锂和氧化物，高分子薄膜和混合物。3.按权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于其敏感接收层采用电镀氧化铬层，厚度5－10μm膜。4.按权利要求1所述的多功能传感器，其特征在于所说的铁电材料的形状可以是园形、矩形或实用时需的形状，厚度30μm┄3.5mm，厚度均匀性应优于10％，面积为0.5cm2┄120cm2。专利摘要本技术属于探测技术用的仪器，特别是对光辐射、温度、烟火、气流冲击、压力、接触都可探测的多功能传感
本技术基于铁电材料同时具有热电与压电性，当与高强度、耐高温的铬黑吸收体结合时构成可承受高功率密度辐射、耐机械磨损、大敏感面积的多功能传感器，可用于制造各种安全、制动、防火、防盗、救护、监测及报警装置。文档编号G01D5/12GK2075771SQ9020210公开日1991年4月24日 申请日期1990年2月28日 优先权日1990年2月28日专利技术者王树铎 申请人:中国科学院物理研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由敏感材料、敏感接收层组成的多功能传感器，其特征在于：用经极化处理的铁电材料基片两面附着上金属电极做敏感材料（３），氧化铬层（２）做敏感接收层镀在敏感材料（３）的一面上，并做为一个电极它与外壳（１）相接，敏感材料（３）的另一面为另一电极（４）它与外壳（１）绝缘，且中间夹有一层弹性绝缘垫（５），信号线（６）与电极（４）相接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王树铎，
申请(专利权)人：中国科学院物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]