一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器制造技术

本实用新型专利技术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、电路板和电缆，所述烧蚀测棒由绝缘管、表面镀膜层、内芯金属线、前端头导电胶、绝缘紧固圈、镀膜引线和表面保护涂层构成，所述表面镀膜层镀于绝缘管的外壁上，本实用新型专利技术通过在绝缘管外壁镀上一层金属电阻膜，绝缘管内插入一根内芯金属线，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，从而形成一个阻值和烧蚀厚度成线性关系的烧蚀电阻，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，可以做到：标准化、系列化、小型化，不存在放射污染，保证生产和测试人员的安全。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及航天测量设备领域，具体是一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器。
技术介绍
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。本技术提出了一种薄膜电阻式的烧蚀厚度传感器。该传感器相对于第1、2种类型，具有精度高、易于实现、对防热层破坏小的特点；相对于第3种类型，具有精度高、易于实现、烧蚀同步性高的特点；相对于第4、5种类型，具有测量原理简单、电路易于实现的特点；相对于第6种类型，具有无放射污染、保证生产和测试人员安全的特点。
技术实现思路
本技术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
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，包括烧蚀测棒、外壳、电路板和电缆，所述烧蚀测棒的一端设于外壳内，电路板设于外壳内，且电路板连接电缆，电缆延伸至外壳外侧，所述烧蚀测棒由绝缘管、表面镀膜层、内芯金属线、前端头导电胶、绝缘紧固圈、镀膜引线和表面保护涂层构成，所述表面镀膜层镀于绝缘管的外壁上，内芯金属线设于绝缘管内，内芯金属线通过设于绝缘管前端的前端头导电胶与表面镀膜层电连接，镀膜引线与表面镀膜层电连接；所述绝缘紧固圈设于绝缘管的尾端，绝缘管的尾端通过绝缘紧固圈连接外壳，起到固定的作用；所述表面保护涂层涂于表面镀膜层的表面，所述电缆连接恒流电源或并联电阻连接恒流电源。作为本技术进一步的方案：所述表面保护涂层涂于表面镀膜层的表面。作为本技术再进一步的方案：所述内芯金属线采用铂丝或铂铑丝或钨丝或钼丝制成。作为本技术再进一步的方案：所述绝缘紧固圈采用环氧玻璃布层压板或聚四氟乙烯或聚砜制成。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术通过在绝缘管外壁镀上一层金属电阻膜，绝缘管内插入一根内芯金属线，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，从而形成一个阻值和烧蚀厚度成线性关系的烧蚀电阻，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，可以做到：标准化、系列化、小型化，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为本技术一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器的结构示意图。图2为本技术一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器中烧蚀测棒的结构示意图。图3为本技术一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器的电路图一。图4为本技术一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器的电路图二。图中：1-绝缘管、2-表面镀膜层、3-内芯金属线、4-前端头导电胶、5-绝缘紧固圈、6-镀膜引线、7-表面保护涂层、11-烧蚀测棒、12-外壳、13-电路板、14-电缆。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。请参阅图1～4，本技术实施例中，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和电缆14，所述烧蚀测棒11的一端设于外壳12内，电路板13设于外壳12内，且电路板13连接电缆14，电缆14延伸至外壳12外侧，所述烧蚀测棒11由绝缘管1、表面镀膜层2、内芯金属线3、前端头导电胶4、绝缘紧固圈5、镀膜引线6和表面保护涂层7构成，所述表面镀膜层2镀于绝缘管1的外壁上，内芯金属线3设于绝缘管1内，内芯金属线3通过设于绝缘管1前端的前端头导电胶4与表面镀膜层2电连接，镀膜引线6与表面镀膜层2电连接；所述绝缘紧固圈5设于绝缘管1的尾端，绝缘管1的尾端通过绝缘紧固圈5连接外壳12，起到固定的作用；所述表面保护涂层7涂于表面镀膜层2的表面，所述电缆14连接恒流电源或并联电阻连接恒流电源。所述内芯金属线3采用铂丝或铂铑丝或钨丝或钼丝制成。所述绝缘紧固圈5采用环氧玻璃布层压板或聚四氟乙烯或聚砜制成。本技术的工作原理是：所述表面镀膜层2镀于绝缘管1的外壁上，内芯金属线3设于绝缘管1内，内芯金属线3通过设于绝缘管1前端的前端头导电胶4与表面镀膜层2电连接，且设于绝缘管1外壁尾端的镀膜引线6与内芯金属线3电连接形成电阻，镀膜引线6与表面镀膜层2电连接；所述绝缘紧固圈5设于绝缘管1的尾端，起到固定的作用；所述表面保护涂层7涂于表面镀膜层2的表面。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4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。首先在再入飞行器的防热层的需要安装烧蚀厚度传感器的位置，打一个比烧蚀测棒直径略大的孔。将烧蚀测棒表面的保护涂层清洗干净。如果防热层是导电材料，还需在烧蚀测棒外再涂敷一层高温绝缘材料，待固化后再安装。在烧蚀测棒外涂上和防热层材料匹配的高温胶，然后将测棒插入防热层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，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术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技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，其特征在于，包括烧蚀测棒、外壳、电路板和电缆，所述烧蚀测棒的一端设于外壳内，电路板设于外壳内，且电路板连接电缆，电缆延伸至外壳外侧，所述烧蚀测棒由绝缘管、表面镀膜层、内芯金属线、前端头导电胶、绝缘紧固圈、镀膜引线和表面保护涂层构成，所述表面镀膜层镀于绝缘管的外壁上，内芯金属线设于绝缘管内，内芯金属线通过设于绝缘管前端的前端头导电胶与表面镀膜层电连接，镀膜引线与表面镀膜层电连接；所述绝缘紧固圈设于绝缘管的尾端，绝缘管的尾端通过绝缘紧固圈连接外壳；所述表面保护涂层涂于表面镀膜层的表面，所述电缆连接恒流电源或并联电阻连接恒流电源。

【技术特征摘要】
1.一种采用膜工艺的烧蚀厚度传感器，其特征在于，包括烧蚀测棒、外壳、电路板
和电缆，所述烧蚀测棒的一端设于外壳内，电路板设于外壳内，且电路板连接电缆，电缆
延伸至外壳外侧，所述烧蚀测棒由绝缘管、表面镀膜层、内芯金属线、前端头导电胶、绝
缘紧固圈、镀膜引线和表面保护涂层构成，所述表面镀膜层镀于绝缘管的外壁上，内芯金
属线设于绝缘管内，内芯金属线通过设于绝缘管前端的前端头导电胶与表面镀膜层电连
接，镀膜引线与表面镀膜层电连接；所述绝缘紧固圈设于绝缘管的尾端，绝缘管的尾端通

【专利技术属性】
技术研发人员：张昌金，程言峰，徐雨秀，刘建生，石松，
申请(专利权)人：张昌金，
类型：新型
国别省市：北京;11