具体技术细节
[0005] 为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种高温高响应压力传感器结构及其制备方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
[0007] 在本发明的第一方面，公开了一种高温高响应压力传感器结构。
[0008] 具体地说，该传感器结构包括支架和安装在所述支架中的感压组合体；
[0009] 所述感压组合体包括插芯、安装在所述插芯中的传输光纤以及焊接连接在所述插芯一端的膜片；
[0010] 所述插芯包括具有内腔的圆柱体结构；所述内腔包括依次同轴设置且相连通的引导段和光纤容置段；
[0011] 所述传输光纤位于所述内腔中，所述传输光纤的一端穿过所述引导段封装在所述光纤容置段中且该端的出光面与所述插芯与所述膜片相连的一端的端面相平齐；
[0012] 所述膜片包括脉动压力作用膜和一端与所述脉动压力作用膜相连的环形盖；所述环形盖的另一端与所述插芯焊接相连；
[0013] 所述膜片、所述传输光纤的出光面以及所述插芯与所述膜片相连的一端的的端面共同围成法珀腔。
[0014] 进一步的，所述支架包括中空圆管结构，其一端开口，另一端设置有端盖；
[0015] 所述端盖上设置有供传输光纤穿过的通孔。
[0016] 进一步的，所述光纤容置段为圆柱形腔体；
[0017] 所述引导段为圆台状腔体；
[0018] 所述引导段与所述光纤容置段相连的一端的直径小于所述引导段另一端的直径。
[0019] 进一步的，所述环形盖与所述插芯相连的一端设置有第一金属化层。所述插芯与所述环形盖相连的一端设置有第二金属化层。
[0020] 进一步的，所述插芯通过焊料与所述环形盖焊接相连。
[0021] 进一步的，所述膜片采用多层共烧陶瓷制备工艺制备而成。
[0022] 进一步的，所述脉动压力作用膜包括1层或多层第一陶瓷片；
[0023] 所述环形盖包括多个叠层设置的第二陶瓷片；
[0024] 所述第二陶瓷片中间开设有圆形腔。
[0025] 进一步的，所述第一陶瓷片为LTCC生瓷片，所述第一金属化层及所述第二金属化层的材质为金、银或铜；或者，所述第一陶瓷片为HTCC生瓷片，所述第一金属化层及第二金属化层的材质为钨或钨钼且所述第一金属化层及第二金属化层镀有镍层。
[0026] 在本发明的第二方面，公开了一种上述高温高响应压力传感器结构的制备方法。
[0027] 具体地说，该方法包括：
[0028] (1)脉动压力作用膜的制作
[0029] 选取1层第一生瓷片作为脉动压力作用膜；
[0030] (2)环形盖的制作
[0031] 选取多层第二生瓷片，分别在各个第二生瓷片上开设相应的圆形空腔，将开设圆形空腔后的各个第二生瓷片依次叠层设置，在最后一层第二生瓷片的表面沿该第二生瓷片的圆形空腔外延印制第一金属化层，得到具有第一金属化层的环形盖；
[0032] (3)激光划片与共烧处理
[0033] 先将脉动压力作用膜和具有第一金属化层的环形盖叠层放置，进行激光划片处理，切割成设定的形状，再进行共烧处理形成初始膜片，最后在第一金属化层上进行化学镀镍层处理，从而得到膜片；第一生瓷片共烧后得到第一陶瓷片，第二生瓷片共烧后得到第二陶瓷片；
[0034] (4)插芯的处理
[0035] 在插芯的一端进行厚膜印刷金属浆液形成第二金属化层，烧结后对该金属化层进行化学镀镍层处理，得到插芯；
[0036] (5)装配
[0037] 首先，采用焊接工艺将膜片与插芯焊接固定；然后，将传输光纤插入插芯，使传输光纤的出光面与插芯与膜片连接的一端的端面平齐，在传输光纤的另一端点UV胶固化；最后，在插芯表面刷UV胶使其与支架装配固化，从而形成高温高响应压力传感器结构。
[0038] 进一步的，该方法还包括：
[0039] 在步骤(3)中，先将脉动压力作用膜和具有第一金属化层的环形盖叠层放置，再进行温水等静压处理，然后使用激光切割出外形，最后进行共烧处理后得到膜片。
[0040] 和现有技术相比，本发明的优点为：
[0041] (1)本发明所述的高温高响应压力传感器结构由多层金属化共烧陶瓷制备工艺制备出膜片(含金属化层)、支架、传输光纤、插芯(含金属化层)、焊料组成。在保留光学类法珀腔优点的同时，使用多层金属化共烧陶瓷制备工艺制备出膜片(含金属化层)可以通过生瓷片的厚薄控制脉动压力作用膜的厚度，从而控制传感器的灵敏度，同时通过焊料的选择达到高温下使用的目的。
[0042] (2)本发明的创新点是膜片的结构和制备方法，采用多层陶瓷工艺、金属化工艺和钎焊工艺，这样制备出来的膜片，结构简单、结合力好，结构更稳定。现有技术中这类传感器膜片及陶瓷插芯焊接时使用的焊料原理是高温熔融后，将膜片和陶瓷插芯粘结在一起，寻找一种焊料可以将二者粘在一起并且熔融温度合适、粘结力好比较困难。本发明采用陶瓷金属化工艺制备膜片，同时，采用钎焊工艺将膜片和陶瓷插芯焊接在一起，结合力是经过过一系列国军标考核的。同时，使用的焊料可以选择更高温度的，以实现高温应用。本发明通过设计优化及工艺改变，解决了现有技术中，在焊料选择(即寻找一种焊料可以将二者粘在一起并且熔融温度合适、粘结力好比较困难)、工艺控制(即焊料的量不好控制，多了焊料容易流淌，少了粘接不牢)等方面的技术问题，实现了高温应用。
法律保护范围
涉及权利要求数量10：其中独权1项，从权-1项
1.一种高温高响应压力传感器结构，其特征在于，该传感器结构包括支架(1)和安装在所述支架(1)中的感压组合体；
所述感压组合体包括插芯(5)、安装在所述插芯(5)中的传输光纤(2)以及焊接连接在所述插芯(5)一端的膜片(4)；
所述插芯(5)包括具有内腔的圆柱体结构；所述内腔包括依次同轴设置且相连通的引导段(502)和光纤容置段(501)；
所述传输光纤(2)位于所述内腔中，所述传输光纤(2)的一端穿过所述引导段(502)封装在所述光纤容置段(501)中且该端的出光面与所述插芯(5)与所述膜片(4)相连的一端的端面相平齐；
所述膜片(4)包括脉动压力作用膜(401)和一端与所述脉动压力作用膜(401)相连的环形盖(402)；所述环形盖(402)的另一端与所述插芯(5)焊接相连；
所述膜片(4)、所述传输光纤(2)的出光面以及所述插芯(5)与所述膜片(4)相连的一端的的端面共同围成法珀腔。
2.根据权利要求1所述的高温高响应压力传感器结构，其特征在于，
所述支架(1)包括中空圆管结构，其一端开口，另一端设置有端盖(101)；
所述端盖(101)上设置有供传输光纤穿过的通孔(102)。
3.根据权利要求1所述的高温高响应压力传感器结构，其特征在于，
所述光纤容置段(501)为圆柱形腔体；
所述引导段(502)为圆台状腔体；
所述引导段(502)与所述光纤容置段(501)相连的一端的直径小于所述引导段(502)另一端的直径。
4.根据权利要求1所述的高温高响应压力传感器结构，其特征在于，
所述环形盖(402)与所述插芯(5)相连的一端设置有第一金属化层；
所述插芯(5)与所述环形盖(402)相连的一端设置有第二金属化层(503)。
5.根据权利要求4所述的高温高响应压力传感器结构，其特征在于，
所述插芯(5)通过焊料(3)与所述环形盖(402)焊接相连。
6.根据权利要求1所述的高温高响应压力传感器结构，其特征在于，
所述膜片(4)采用多层共烧陶瓷制备工艺制备而成。
7.根据权利要求5所述的高温高响应压力传感器结构，其特征在于，
所述脉动压力作用膜(401)包括1层或多层第一陶瓷片；
所述环形盖(402)包括多个叠层设置的第二陶瓷片；
所述第二陶瓷片中间开设有圆形腔。
8.根据权利要求7所述的高温高响应压力传感器结构，其特征在于，
所述第一陶瓷片为LTCC生瓷片，所述第一金属化层及所述第二金属化层(503)的材质为金、银或铜；或者，所述第一陶瓷片为HTCC生瓷片，所述第一金属化层及所述第二金属化层(503)的材质为钨或钨钼且所述第一金属化层及第二金属化层(503)镀有镍层。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的高温高响应压力传感器结构的制备方法，其特征在于，该方法包括：
(1)脉动压力作用膜的制作
选取1层第一生瓷片作为脉动压力作用膜；
(2)环形盖的制作
选取多层第二生瓷片，分别在各个第二生瓷片上开设相应的圆形空腔，将开设圆形空腔后的各个第二生瓷片依次叠层设置，在最后一层第二生瓷片的表面沿该第二生瓷片的圆形空腔外延印制第一金属化层，得到具有第一金属化层的环形盖(402)；
(3)激光划片与共烧处理
先将脉动压力作用膜(401)和具有第一金属化层的环形盖(402)叠层放置，进行激光划片处理，切割成设定的形状，再进行共烧处理形成初始膜片，最后在第一金属化层上进行化学镀镍层处理，从而得到膜片(4)；第一生瓷片共烧后得到第一陶瓷片，第二生瓷片共烧后得到第二陶瓷片；
(4)插芯的处理
在插芯(5)的一端进行厚膜印刷金属浆液形成第二金属化层(503)，烧结后对该金属化层进行化学镀镍层处理，得到插芯(5)；
(5)装配
首先，采用焊接工艺将膜片(4)与插芯(5)焊接固定；然后，将传输光纤(2)插入插芯(5)，使传输光纤(2)的出光面与插芯(5)与膜片(4)连接的一端的端面平齐，在传输光纤(2)的另一端点UV胶固化；最后，在插芯(5)表面刷UV胶使其与支架(1)装配固化，从而形成高温高响应压力传感器结构。
10.根据权利要求9所述的高温高响应压力传感器结构的制备方法，其特征在于，该方法还包括：
在步骤(3)中，先将脉动压力作用膜(401)和具有第一金属化层的环形盖(402)叠层放置，再进行温水等静压处理，然后使用激光切割出外形，最后进行共烧处理后得到膜片。
