【技术实现步骤摘要】
一种真空封装的石墨烯谐振式光纤压力传感器及其制作方法
本专利技术涉及谐振器及光纤传感
，具体涉及一种真空封装的石墨烯谐振式光纤压力传感器及其制作方法。
技术介绍
谐振式传感器是通过测量谐振元件谐振特性以获取被测量变化的高性能传感器，其具有优良的分辨力、稳定性和重复性，且传感器输出为周期性的准数字信号。微机械谐振式压力传感器基于传统的压力测量原理，通过压力敏感单元将压力转化为应变，导致谐振敏感元件的谐振特性变化，从而测量压力。相比传统的压力传感器，其具有体积微型化、能耗低、数字输出、高分辨力的特点。目前，谐振式微机械压力传感器主要采用硅材料作为谐振敏感元件，广泛用于航空航天、工业检测、武器装备、石油化工、资源勘探等方面。1992年，Schlumberger公司的Diogenes等人将光纤激励与微型硅梁谐振相结合用于压力传感，并对整体结构进行封装，但传感器整体尺寸较大，为22mm×22mm×25mm(长×宽×高)。1995年，Honeywell公司的Burns等人将硅晶圆和玻璃封盖键合，实现硅梁谐振子的封装，并采用静电激励...
【技术保护点】
1.一种真空封装的石墨烯谐振式光纤压力传感器，其特征在于包括：/n硅压力敏感单元(1)、石墨烯膜(2)、夹持件(3)、玻璃封盖(4)、插芯(5)以及光纤(6)，所述石墨烯膜(2)被真空封装后作为谐振元件，对悬浮的所述石墨烯膜(2)进行光热激振后，基于法布里-珀罗干涉原理检测所述石墨烯膜(2)的挠度变化；所述硅压力敏感单元(1)的主体为感压硅膜，在所述感压硅膜上表面制作盲孔，根据待测压力范围与压力灵敏度，对所述压力敏感单元(1)的所述感压硅膜和所述盲孔的结构尺寸进行设计，所述石墨烯膜(2)通过所述夹持件(3)被周边固支于所述硅膜上表面的所述盲孔上，外部被测压力直接作用于所述感...
【技术特征摘要】
1.一种真空封装的石墨烯谐振式光纤压力传感器，其特征在于包括：
硅压力敏感单元(1)、石墨烯膜(2)、夹持件(3)、玻璃封盖(4)、插芯(5)以及光纤(6)，所述石墨烯膜(2)被真空封装后作为谐振元件，对悬浮的所述石墨烯膜(2)进行光热激振后，基于法布里-珀罗干涉原理检测所述石墨烯膜(2)的挠度变化；所述硅压力敏感单元(1)的主体为感压硅膜，在所述感压硅膜上表面制作盲孔，根据待测压力范围与压力灵敏度，对所述压力敏感单元(1)的所述感压硅膜和所述盲孔的结构尺寸进行设计，所述石墨烯膜(2)通过所述夹持件(3)被周边固支于所述硅膜上表面的所述盲孔上，外部被测压力直接作用于所述感压硅膜使其产生应变，导致位于硅膜上方的所述石墨烯膜(2)发生等效刚度变化，进而石墨烯的谐振频率发生改变，通过解调谐振频率的变化实现压力测量；所述玻璃封盖(4)与所述压力敏感结构(1)键合为所述石墨烯膜(3)提供真空环境；所述插芯(5)连接并固定所述光纤(6)与所述玻璃封盖(4)，使光纤出射光通过所述玻璃封盖(4)照射至所述石墨烯膜(2)上。
2.根据权利要求1所述的一种真空封装的石墨烯谐振式光纤压力传感器，其特征在于：所述石墨烯膜(2)为单层、少层或多层，形状为圆形、方形或双端固支振梁的结构形式。
3.根据权利要求1所述的一种真空封装的石墨烯谐振式光纤压力传感器，其特征在于：所述夹持件(3)为类金刚石DLC薄膜或光刻胶材料。
4.根据权利要求1所述的一种真空封装的石墨烯谐振式光纤压力传感器，其特征在于：所述玻璃封盖(4)上表面制作有凹槽，作为所述插芯(5)的对准槽，从而实现所述玻璃封盖(4)与所述硅压力敏感单元(1)的真空键合封装；所述玻璃封盖(4)所使用的玻璃具有高光学透过率以及与硅材料相接近的热膨胀系数；所述玻璃为Pyrex7740玻璃。
5.根据权利要求1所述的一种真空封装的石墨烯谐振式光纤压力传感器，其特征在于：所述光纤(6)为单模、多模、特种光纤或光纤与光学器件熔接组件；所述光学器件为毛细管。
6.一种根据权利要求1-5任...
【专利技术属性】
技术研发人员：李成，刘宇健，樊尚春，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。