CN105066865A - 一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，包括烧蚀测棒、外壳、电路板和接插件，烧蚀测棒和接插件分别连接在电路板上，电路板安装在外壳内，烧蚀测棒包括绝缘管、内芯金属线、绝缘紧固圈和镀膜引线，绝缘管的外壁镀上一层表面镀膜层，表面镀膜层的表面涂敷有一层表面保护涂层，绝缘管内插入有一根内芯金属线，绝缘管的前端通过导电胶将内芯金属线和表面镀膜层进行电连接，绝缘管的尾端外壁镀膜上连接有镀膜引线，镀膜引线和内芯金属线组成一个电阻，绝缘管的尾部外壁套设有一个绝缘紧固圈。本发明具有体积小、重量轻、精度高、对防热层破坏小、生产工艺简单、便于成本控制的优点，可以做到标准化、系列化以及小型化，不存在放射污染。

Description

一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器
技术领域
本发明涉及航天测量技术领域，具体是一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，可用于航空、冶炼、电厂等领域的新材料测试和在线监测。
背景技术
所谓烧蚀，是指导弹和飞行器再入大气层时在热流作用下，由热化学和机械过程引起的固体表面的材料消耗现象。
烧蚀材料，也可称为防热层，主要用于导弹头部、载人返回舱防热大底、航天飞机防热瓦等。这种材料在热流作用下能发生分解、熔化、蒸发、升华、侵蚀等物理和化学变化，借材料表面的质量消耗带走大量的热，以冷却飞行器再入大气层时产生的大量热能，阻止热流传入飞行器内部而造成的致命破坏。
烧蚀厚度是航天工程中的再入飞行器设计的一个重要参数。必要的烧蚀材料厚度对保证飞行器内设备和人员的安全十分重要。而降低烧蚀材料的厚度，又有利于减轻飞行器的净重，可以提高有效载荷。烧蚀厚度传感器一般用于测量实验用再入飞行器的不同部位的烧蚀厚度变化情况，给飞行器设计师提供改进防热层所需的数据。
常见的烧蚀厚度传感器类型有：碳化层通断式、触电通断式、缠绕电阻式、光纤式、超声波式、放射线式等。但是这些烧蚀厚度传感器都存在不同程度的缺点，从而使得烧蚀厚度传感器具有很大的危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，包括烧蚀测棒、外壳、电路板和接插件，所述烧蚀测棒和接插件分别连接在电路板上，所述电路板安装在外壳内，所述烧蚀测棒包括绝缘管、内芯金属线、绝缘紧固圈和镀膜引线，所述绝缘管的外壁镀上一层表面镀膜层，表面镀膜层的表面涂敷有一层表面保护涂层，绝缘管内插入有一根内芯金属线，绝缘管的前端通过导电胶将内芯金属线和表面镀膜层进行电连接，绝缘管的尾端外壁镀膜上连接有镀膜引线，所述镀膜引线和内芯金属线组成一个电阻，所述绝缘管的尾部外壁套设有一个绝缘紧固圈。
作为本发明进一步的方案：所述绝缘管采用的材料包括但不限于陶瓷、石英、高温玻璃、环氧玻璃布中的一种，绝缘管的外径为1.2～3mm。
作为本发明进一步的方案：所述表面镀膜层为薄膜镀层或厚膜涂层，表面镀膜层包括但不限于金属膜、碳膜、掺杂半导体膜、金属氧化物膜中的一种，表面镀膜层上刻蚀螺旋形、直线形或阶梯形的沟槽。
作为本发明进一步的方案：所述内芯金属线采用的材料包括但不限于铂丝、铂铑丝、钨丝、钼丝中的一种。
作为本发明进一步的方案：所述绝缘管内和内芯金属线之间设有填充材料，填充材料采用但不限于环氧树脂胶和纳米二氧化钛的混合液。
作为本发明进一步的方案：所述内芯金属线和表面镀膜层也可以采用薄膜溅射、厚膜涂敷或锡钎焊方式进行电连接。
作为本发明进一步的方案：所述绝缘紧固圈采用的材料包括但不限于环氧玻璃布层压板、聚四氟乙烯、聚砜中的一种。
作为本发明再进一步的方案：所述表面保护涂层采用的材料包括但不限于石蜡、醇酸清漆中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、体积小、重量轻、精度高；
2、对防热层破坏小，烧蚀同步性高；
3、生产工艺简单，电路易于实现，便于成本控制；
4、可以做到标准化、系列化、小型化；
5、不存在放射污染，保证生产和测试人员的安全。
附图说明
图1为本发明的产品结构示意图。
图2为本发明的整体结构示意图。
图3(a)为本发明烧蚀厚度传感器的元器件符号。
图3(b)为采用恒流源方式进行烧蚀电阻测量的电路。
图3(c)为采用电阻分压方式进行烧蚀电阻测量的电路。
图4为烧蚀厚度传感器在再入飞行器的防热层不同部位安装的示意图。
图5为本发明的产品安装示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，包括烧蚀测棒11、外壳12、电路板13和接插件14，烧蚀测棒11和接插件14分别连接在电路板13上，电路板13安装在外壳12内，烧蚀测棒11包括绝缘管1、内芯金属线3、绝缘紧固圈5和镀膜引线6，绝缘管1的外壁镀上一层表面镀膜层2，表面镀膜层2的表面涂敷有一层表面保护涂层7，绝缘管1内插入有一根内芯金属线3，绝缘管1的前端通过导电胶4将内芯金属线3和表面镀膜层2进行电连接，绝缘管1的尾端外壁镀膜上连接有镀膜引线6，镀膜引线6和内芯金属线3组成一个电阻，绝缘管1的尾部外壁套设有一个绝缘紧固圈5。在烧蚀过程中，防热层表面形成的等离子体和碳化层均为电的良导体，烧蚀电阻的阻值也就和烧蚀厚度成线性关系。
绝缘管1采用的材料包括但不限于陶瓷、石英、高温玻璃、环氧玻璃布中的一种，绝缘管1的外径为1.2～3mm。绝缘管长度根据不同部位防热层的厚度来确定，以此可形成烧蚀测棒长度不同的系列产品。
表面镀膜层2为薄膜镀层或厚膜涂层，表面镀膜层2包括但不限于金属膜、碳膜、掺杂半导体膜、金属氧化物膜中的一种；表面镀膜层2上刻蚀螺旋形、直线形或阶梯形的沟槽，以增加其电阻值，也可以不刻蚀图形。
内芯金属线3采用的材料包括但不限于铂丝、铂铑丝、钨丝、钼丝中的一种。
烧蚀测棒11的内芯金属线3在穿入绝缘管1时，一般要先涂敷上少量的填充材料，以填满线和管之间的间隙，并起到固定金属丝的作用；填充材料采用但不限于环氧树脂胶和纳米二氧化钛的混合液。
内芯金属线3和表面镀膜层2也可以采用薄膜溅射、厚膜涂敷或锡钎焊方式进行电连接，这种电连接用于产品在烧蚀前的性能测试；在烧蚀过程中，首先导电胶4会被破坏，而防热层表面形成的等离子体和碳化层均为电的良导体，以此来形成了内芯金属线和表面镀膜层2的电连接。
绝缘紧固圈5采用的材料包括但不限于环氧玻璃布层压板、聚四氟乙烯、聚砜中的一种，用于固定烧蚀电阻并将其和外壳12绝缘。
烧蚀测棒11的表面镀膜层2涂敷一层表面保护涂层，该保护涂层用于在产品安装到防热层前，对表面镀膜层2进行保护；该保护涂层易溶于有机溶剂，以便在产品总装时全部清洗掉，表面保护涂层7采用的材料包括但不限于石蜡、醇酸清漆中的一种。
图3为本发明的产品电路示意图；图3(a)为该烧蚀厚度传感器的元器件符号，本质上该传感器就是一个和烧蚀厚度相关的可变电阻，因此可称之为烧蚀电阻。符号左端的箭头表示，元件的前端不是直接电连接，而是通过烧蚀时的等离子体和碳化层进行电连接。
图3(b)为采用恒流源方式进行烧蚀电阻测量的电路，由于烧蚀电阻和烧蚀厚度成线性关系，因此该电路的输出电压信号和烧蚀厚度成线性关系。
图3(c)为采用电阻分压方式进行烧蚀电阻测量的电路。该电路的输出电压和烧蚀厚度为非线性关系，所获取的数据需进行非线性修正。
图4为烧蚀厚度传感器在再入飞行器的防热层15不同部位安装的示意图。
首先在再入飞行器的防热层15的需要安装烧蚀厚度传感器16的位置，打一个比烧蚀测棒11直径略大的孔；将烧蚀测棒11表面的保护涂层清洗干净；如果防热层15是导电材料，还需在烧蚀测棒11外再涂敷一层高温绝缘材料，待固化后再安装；在烧蚀测棒11外涂上和防热层15材料匹配的高温胶，然后将测棒11插入防热层15安装位置预先打好的孔中，待胶固化后即可。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，包括烧蚀测棒(11)、外壳(12)、电路板(13)和接插件(14)，其特征在于，所述烧蚀测棒(11)和接插件(14)分别连接在电路板(13)上，所述电路板(13)安装在外壳(12)内，所述烧蚀测棒(11)包括绝缘管(1)、内芯金属线(3)、绝缘紧固圈(5)和镀膜引线(6)，所述绝缘管(1)的外壁镀上一层表面镀膜层(2)，表面镀膜层(2)的表面涂敷有一层表面保护涂层(7)，绝缘管(1)内插入有一根内芯金属线(3)，绝缘管(1)的前端通过导电胶(4)将内芯金属线(3)和表面镀膜层(2)进行电连接，绝缘管(1)的尾端外壁镀膜上连接有镀膜引线(6)，所述镀膜引线(6)和内芯金属线(3)组成一个电阻，所述绝缘管(1)的尾部外壁套设有一个绝缘紧固圈(5)。
2.根据权利要求1所述的采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，其特征在于，所述绝缘管(1)采用的材料包括但不限于陶瓷、石英、高温玻璃、环氧玻璃布中的一种，绝缘管(1)的外径为1.2～3mm。
3.根据权利要求1所述的采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，其特征在于，所述表面镀膜层(2)为薄膜镀层或厚膜涂层，表面镀膜层(2)包括但不限于金属膜、碳膜、掺杂半导体膜、金属氧化物膜中的一种，表面镀膜层(2)上刻蚀螺旋形、直线形或阶梯形的沟槽。
4.根据权利要求1所述的采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，其特征在于，所述内芯金属线(3)采用的材料包括但不限于铂丝、铂铑丝、钨丝、钼丝中的一种。
5.根据权利要求1所述的采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，其特征在于，所述绝缘管(1)内和内芯金属线(3)之间设有填充材料，填充材料采用但不限于环氧树脂胶和纳米二氧化钛的混合液。
6.根据权利要求1所述的采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，其特征在于，所述内芯金属线(3)和表面镀膜层(2)也可以采用薄膜溅射、厚膜涂敷或锡钎焊方式进行电连接。
7.根据权利要求1所述的采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，其特征在于，所述绝缘紧固圈(5)采用的材料包括但不限于环氧玻璃布层压板、聚四氟乙烯、聚砜中的一种。
8.根据权利要求1所述的采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，其特征在于，所述表面保护涂层(7)采用的材料包括但不限于石蜡、醇酸清漆中的一种。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105444661A (zh) * 2015-12-25 2016-03-30 陕西电器研究所 基于金属溅射薄膜技术的烧蚀传感器
CN110567413A (zh) * 2019-08-16 2019-12-13 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种获取复合材料氧化膜层厚度的方法、装置及电子设备
CN112061427A (zh) * 2020-08-28 2020-12-11 北京千河空间科技有限公司 一种耐高温线烧蚀量测量装置及飞行器表面结构

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3367175A (en) * 1958-12-31 1968-02-06 Avco Mfg Corp Ablation sensor
US20050021024A1 (en) * 2000-04-27 2005-01-27 Hooven Michael D. Transmural ablation device with temperature sensor
CN102183196A (zh) * 2010-12-31 2011-09-14 北京遥测技术研究所 一种连续测量烧蚀传感器
CN102183227A (zh) * 2009-12-04 2011-09-14 Sms米尔股份有限公司 非接触式管壁厚度测量装置和管壁厚度测量
US20120262816A1 (en) * 2011-04-12 2012-10-18 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic head having a contact detection sensor
CN203148803U (zh) * 2013-04-03 2013-08-21 大连理工大学 一种测量材料耐烧蚀特性的装置
CN204044096U (zh) * 2014-08-15 2014-12-24 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种复合薄膜烧蚀传感器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3367175A (en) * 1958-12-31 1968-02-06 Avco Mfg Corp Ablation sensor
US20050021024A1 (en) * 2000-04-27 2005-01-27 Hooven Michael D. Transmural ablation device with temperature sensor
CN102183227A (zh) * 2009-12-04 2011-09-14 Sms米尔股份有限公司 非接触式管壁厚度测量装置和管壁厚度测量
CN102183196A (zh) * 2010-12-31 2011-09-14 北京遥测技术研究所 一种连续测量烧蚀传感器
US20120262816A1 (en) * 2011-04-12 2012-10-18 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic head having a contact detection sensor
CN203148803U (zh) * 2013-04-03 2013-08-21 大连理工大学 一种测量材料耐烧蚀特性的装置
CN204044096U (zh) * 2014-08-15 2014-12-24 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种复合薄膜烧蚀传感器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105444661A (zh) * 2015-12-25 2016-03-30 陕西电器研究所 基于金属溅射薄膜技术的烧蚀传感器
CN110567413A (zh) * 2019-08-16 2019-12-13 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种获取复合材料氧化膜层厚度的方法、装置及电子设备
CN110567413B (zh) * 2019-08-16 2022-04-08 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 一种获取复合材料氧化膜层厚度的方法、装置及电子设备
CN112061427A (zh) * 2020-08-28 2020-12-11 北京千河空间科技有限公司 一种耐高温线烧蚀量测量装置及飞行器表面结构

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