一种电涡流位移传感器探头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电涡流位移传感器探头，属于传感器技术领域。它包括微晶玻璃基底，微晶玻璃基底的一侧面上设有一层银电极层，银电极层的表面光刻或刻蚀有环形线圈，且微晶玻璃基底上开设有贯穿其厚度的引线孔，引线孔内灌有与银电极层相导通的导电银胶。针对现有技术中存在的探头机械结构稳定性不足，受温度影响时产生应力形变的问题，本实用新型专利技术拟提供了一种基于焊接工艺线圈的电涡流位移传感器探头，通过释放线圈和基底结构之间产生的应力，能够保证探头在长时间工作下的机械稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种电涡流位移传感器探头


[0001]本技术属于传感器
，更具体地说，涉及一种电涡流位移传感器探头。

技术介绍

[0002]电涡流位移传感器是一种基于电磁感应原理的非接触式精密位移传感器，主要包括探头、目标板和信号处理电路等。探头主要包括一个环形线圈和支撑的基底结构，目标板通常是一定厚度的平面金属薄片，一般在1mm以下，有些情况下也会把被测对象直接作为目标板，比如说由良导体构成的轴或平面。当在环形线圈中通以高频率的交流电流，线圈就会在轴向区域激发出高频磁场，从而在垂直线圈轴向的目标板平面上形成涡流。产生的涡流强度与环形线圈和目标板的距离相关，环形线圈的等效阻抗变化可以间接的反映出涡流强度的变化，信号处理电路同时用于激励环形线圈和测量环形线圈的等效阻抗变化。
[0003]精密位移传感器的核心指标之一是它的稳定性，包括温度稳定性和时间稳定性。具体到电涡流位移传感器，它的稳定性自然会受到探头、目标板和信号处理电路的影响，这个稳定性可以进一步细分为机械稳定性和电路稳定性；机械稳定性主要指探头和目标板之间的间隙是否能够保持稳定，电路稳定性则是指探头和目标板之间的间隙恒定时信号处理电路的输出电压是否稳定；但在实际应用中两者会相互影响，在设计中通常需要综合考虑。
[0004]探头可由各种形式的环形线圈+基底结构构成，按照线圈的种类可以分为：漆包线圈、PCB/FPC线圈、多层陶瓷线圈（LTCC）等；按照线圈的制作工艺可以分为：绕线法、电镀等。基底结构用于线圈的支撑和外部夹持，根据不同的应用场景，可以是平面结构也可以是长圆柱结构。在精密测量中，为了保证探头的机械稳定性，基底结构必须采用高强度、低膨胀系数的特殊材料，如玻璃或陶瓷，其热膨胀系数低至几个ppm/℃，并且具有一定的切削加工性。但仅仅这样还不够，传统的探头设计是通过AB胶将线圈粘贴到基底结构上，包括漆包线圈、PCB/FPC线圈和LTCC，由于线圈与基底结构的材料不同并且通过AB胶紧密的粘贴到一起，当环境温度发生变化时线圈和基底结构之间会产生应力导致探头的形变，探头的机械稳定性无法得到保障。因此，急需设计一款电涡流位移传感器探头，通过释放线圈和基底结构之间产生的应力，能够保证探头在长时间工作下的机械稳定性。
[0005]经检索，有关电涡流位移传感器探头的技术已有专利文献公开，如中国专利申请号为： 2016108587569，公开号为：CN106500580A，公开日期：2017年03月15日，公开了一种电涡流位移传感器及其探头和线圈，其中，探头包括：绕线支架，绕线支架整体呈回转体，其沿着轴线方向具有第一端和第二端，其中，靠近所述第一端位置形成有配合部；线圈，设置在所述绕线支架上；线圈整体呈环状回转体，线圈中部设置有用于和配合部相配合的贯通孔，线圈位于贯通孔位置的内表面沿着轴向形成有变内径段。该专利技术提供的电涡流位移传感器及其探头和线圈能够同时满足安装和检测需求。

技术实现思路

[0006]1、要解决的问题
[0007]针对现有技术中存在的探头机械结构稳定性不足，受温度影响时产生应力形变的问题，本技术提供了一种基于焊接工艺线圈的电涡流位移传感器探头，通过释放线圈和基底结构之间产生的应力，能够保证探头在长时间工作下的机械稳定性。
[0008]2、技术方案
[0009]为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。
[0010]本技术的一种电涡流位移传感器探头，包括微晶玻璃基底，所述微晶玻璃基底的一侧面上设有一层银电极层，所述银电极层的表面光刻或刻蚀有环形线圈，且所述微晶玻璃基底上开设有贯穿其厚度的引线孔，引线孔内灌有与银电极层相导通的导电银胶。
[0011]优选的，微晶玻璃基底的一侧面经研磨抛光后为光面，所述微晶玻璃基底的光面上通过蒸镀的方式设有一层银电极层。
[0012]优选的，银电极层的表面焊接设有一层薄铜金属层，且所述环形线圈通过光刻或刻蚀的方式设在薄铜金属层的表面。
[0013]优选的，银电极层的厚度为1μm~10μm，且所述薄铜金属层厚度≥100μm。
[0014]优选的，环形线圈具有连续环形设置的多圈线圈，线圈的两端分别为中心接头点和外圈接头点，所述中心接头点位于环形线圈的圆心位置处，所述外圈接头点位于环形线圈的径向外侧线圈终点处。
[0015]优选的，微晶玻璃基底上与环形线圈的中心接头点和外圈接头点相对应的位置均开设有贯穿其厚度的引线孔，且每个引线孔内均灌有与银电极层相导通的导电银胶。
[0016]3、有益效果
[0017]相比于现有技术，本技术的有益效果为：
[0018]（1）本技术的一种电涡流位移传感器探头，采用微晶玻璃基底作为探头的主体结构，能够有效降低探头的热膨胀变形，微晶玻璃的热膨胀系数低至0.05ppm/℃，相比于传统的金属探头（热膨胀系数10~20ppm/℃）和陶瓷探头（热膨胀系数3~8ppm/℃），微晶玻璃材质的基底结构使得探头的温度稳定性提高了两个数量级以上。
[0019]（2）本技术的一种电涡流位移传感器探头，采用本方案的焊接工艺线圈，能够使环形线圈紧密的附着在微晶玻璃基底上，可靠性极高，相比于传统的胶粘连接，不存在胶疲劳脱落和老化失效的问题，便于长期使用；同时由于环形线圈不再采用胶粘连接，环形线圈与微晶玻璃基底是间隔接触约束，线圈与线圈之间存在间隙，尽管环形线圈与微晶玻璃基底的材料不同，在温度变化时会产生应力，但这些应力会在间隙中得到有效释放，不会累积，相对于现有技术具有很高的稳定性。
[0020]（3）本技术的一种电涡流位移传感器探头，采用本方案的焊接工艺线圈，环形线圈的铜厚可以做到百微米以上，这是现有电镀技术所无法达到的，可以有效降低环形线圈的电阻，提高电涡流位移传感器的温度稳定性。
附图说明
[0021]图1为本技术的一种电涡流位移传感器探头的剖面结构示意图；
[0022]图2为本技术中环形线圈的俯视结构示意图。
[0023]图中：
[0024]1、微晶玻璃基底；2、导电银胶；3、环形线圈；31、中心接头点；32、外圈接头点；4、银
电极层。
具体实施方式
[0025]下面结合具体实施例和附图对本技术进一步进行描述。
[0026]实施例1
[0027]如图1所示，本实施例的一种电涡流位移传感器探头，包括微晶玻璃基底1，根据实际应用场景可以加工成各种形状，采用微晶玻璃基底1作为探头的主体结构，能够有效降低探头的热膨胀变形，微晶玻璃的热膨胀系数低至0.05ppm/℃，相比于传统的金属探头（热膨胀系数10~20ppm/℃）和陶瓷探头（热膨胀系数3~8ppm/℃），微晶玻璃材质的基底结构使得探头的温度稳定性提高了两个数量级以上。
[0028]本实施例中微晶玻璃基底1的一侧面上设有一层银电极层4，银电极层4是通过物理方法蒸镀在微晶玻璃基底1的焊接平面上。所述银电极层4的表面光刻或刻蚀有环形线圈3，环形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电涡流位移传感器探头，其特征在于：包括微晶玻璃基底（1），所述微晶玻璃基底（1）的一侧面上设有一层银电极层（4），所述银电极层（4）的表面光刻或刻蚀有环形线圈（3），且所述微晶玻璃基底（1）上开设有贯穿其厚度的引线孔，引线孔内灌有与银电极层（4）相导通的导电银胶（2）。2.根据权利要求1所述的一种电涡流位移传感器探头，其特征在于：所述微晶玻璃基底（1）的一侧面经研磨抛光后为光面，所述微晶玻璃基底（1）的光面上通过蒸镀的方式设有一层银电极层（4）。3.根据权利要求2所述的一种电涡流位移传感器探头，其特征在于：所述银电极层（4）的表面焊接设有一层薄铜金属层，且所述环形线圈（3）通过光刻或刻蚀的方式设在薄铜金属层的表面。4.根据权利要求3所述的一种电涡流位移传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹静，赵国锋，曹龙轩，李伟，李明夏，
申请(专利权)人：安徽见行科技有限公司，
类型：新型
国别省市：