一种阵列式柔性可拉伸温度传感器及其制备方法和应用与流程
本发明涉及温度传感器领域，具体是指一种阵列式柔性可拉伸温度传感器及其制备方法和应用。
背景技术：
1、随着航空技术的进步，军用航空传感器正朝着智能化、集成化的方向发展。飞机机翼的温度实时监测数据对于飞行安全极为重要，柔性温度传感器能够与曲面贴合，具备远超传统刚性温度传感器的适用性。
2、然而，现有的柔性温度传感器虽然也采用柔性化设计，但拉伸率低，无法适应更为复杂的曲面。
技术实现思路
1、根据本发明的实施例，提供了一种阵列式柔性可拉伸温度传感器及其制备方法和应用。用于解决现有柔性温度传感器拉伸率低，无法适应复杂曲面的问题。
2、在本发明的第一方面，提供了一种阵列式柔性可拉伸温度传感器。
3、该阵列式柔性可拉伸温度传感器包括：柔性封装外壳和密封在柔性封装外壳内部的可拉伸测温电路，可拉伸测温电路上开设有多个通孔焊盘，柔性封装外壳开设有多个与通孔焊盘相对应的安装孔；可拉伸测温电路包括柔性电路板和矩阵排列在柔性电路板上的多个柔性温度敏感单元；柔性电路板在竖直方向上依次由第一可拉伸导电层、可拉伸绝缘层和第二可拉伸导电层固定连接组成；第一可拉伸导电层包括多列间隔排列的第一曲导线，第一曲导线的数量与柔性温度敏感单元的列数相同；第二可拉伸导电层包括多行间隔排列的第二曲导线，第二曲导线的数量与柔性温度敏感单元的行数相同；第一曲导线和第二曲导线通过通孔焊盘与外部电路连接；柔性温度敏感单元安装在第一曲导线和第二曲导线的交叉处。
4、进一步的，第一曲导线包括多个第一曲线部和第一直线部，第一曲线部的两端均连接有第一直线部；第二曲导线包括多个第二曲线部和第二直线部，第二曲线部的两端均连接有第二直线部；第一直线部和第二直线部交叉设置。
5、优选的，第一直线部和第二直线部形成的交叉处设有用于安装柔性温度敏感单元的岛屿区域。
6、进一步的，可拉伸绝缘层为聚酰亚胺薄膜。
7、进一步的，柔性封装外壳包括下层柔性基底和上层柔性封装层，下层柔性基底与上层柔性封装层密封连接。
8、在本发明的第二方面，提供了一种阵列式柔性可拉伸温度传感器的制作方法。
9、该制作方法包括：制备柔性温度敏感单元：在玻璃基片上涂覆并固化pmma，在pmma层上涂覆并固化pi，在pi层上涂覆并固化光刻胶；对玻璃基片进行前期烘干，使用光刻机进行曝光；对玻璃基片进行后期烘干，并使用显影剂进行显影；使用溅射设备对玻璃基片溅射金属铂；使用除胶剂去除pmma层，从玻璃基片上剥离pi层并分割图案，得到柔性温度敏感单元；
10、制备和切割柔性电路板：在可拉伸绝缘层的两侧分别粘贴第一可拉伸导电层和第二可拉伸导电层，并在第一可拉伸导电层和第二可拉伸导电层的外侧粘贴绝缘膜，对其进行切割，得到所需形状的柔性电路板；
11、制备可拉伸测温电路：将柔性温度敏感单元粘贴在柔性电路板的岛屿区域，并将柔性温度敏感单元与第一可拉伸导电层和第二可拉伸导电层连接；
12、密封阵列式柔性温度传感器：按一定比例调配脂肪族芳香族无规共聚酯，将脂肪族芳香族无规共聚酯倒入模具中固化；将可拉伸测温电路放置在已固化的脂肪族芳香族无规共聚酯上方，再次倒入脂肪族芳香族无规共聚酯并固化；脱模并切割得到阵列式柔性温度传感器。
13、优选的，前期烘干和后期烘干的温度为90-120℃，时间为85-105s。
14、优选的，使用光刻机对玻璃基片的曝光时间为10-20s，优选10s。
15、优选的，脂肪族芳香族无规共聚酯按照a、b组分调配而成，其中a:b=1:1-3，搅拌均匀并脱泡；位于可拉伸测温电路上方和下方的脂肪族芳香族无规共聚酯的厚度均为0.5-0.7mm，可拉伸测温电路上下两侧的脂肪族芳香族无规共聚酯厚度差不超过差阈值，具体差阈值可以取0.1mm，即可拉伸测温电路上下两侧的脂肪族芳香族无规共聚酯厚度差为0-0.1mm；脂肪族芳香族无规共聚酯的固化时间为4-5h。
16、在本发明的第三方面，提供了一种阵列式柔性可拉伸温度传感器在飞行器（例如可以是飞机机翼）的温度实时监测上的应用。
17、本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
18、1.本发明提供的一种阵列式柔性可拉伸温度传感器，通过将第一可拉伸导层设计成多条第一曲导线多列间隔排列，第二可拉伸导电层设计成多条第二曲导线多行间隔排列，使得阵列式柔性温度传感器拉伸率高达50%以上，能够贴附在复杂曲面。
19、2.本发明中的第一曲导线由第一曲线部和第一直线部组成，第二曲导线由第二曲线部和第二直线部组成。阵列式柔性可拉伸温度传感器在沿第一曲导线的长度方向拉伸时，第一曲线部曲率减小，第一曲导线的直线长度增长。同理，第二曲线部曲率减小，第二曲导线的直线长度增长，从而提高阵列式柔性可拉伸温度传感器的拉伸率。
20、应当理解，
技术实现要素：
部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
技术特征：
1.一种阵列式柔性可拉伸温度传感器，其特征在于，包括：柔性封装外壳和密封在所述柔性封装外壳内部的可拉伸测温电路，所述可拉伸测温电路上开设有多个通孔焊盘，所述柔性封装外壳开设有多个与所述通孔焊盘相对应的安装孔；所述可拉伸测温电路包括柔性电路板和矩阵排列在所述柔性电路板上的多个柔性温度敏感单元；所述柔性电路板在竖直方向上依次由第一可拉伸导电层、可拉伸绝缘层和第二可拉伸导电层固定连接组成；所述第一可拉伸导电层包括多列间隔排列的第一曲导线，所述第一曲导线的数量与所述柔性温度敏感单元的列数相同；所述第二可拉伸导电层包括多行间隔排列的第二曲导线，所述第二曲导线的数量与所述柔性温度敏感单元的行数相同；所述第一曲导线和所述第二曲导线通过所述通孔焊盘与外部电路连接；所述柔性温度敏感单元安装在所述第一曲导线和所述第二曲导线的交叉处。
2.根据权利要求1所述的阵列式柔性可拉伸温度传感器，其特征在于，所述第一曲导线包括多个第一曲线部和第一直线部；所述第一曲线部的两端均连接有第一直线部；所述第二曲导线包括多个第二曲线部和第二直线部，所述第二曲线部的两端均连接有第二直线部；所述第一直线部和所述第二直线部交叉设置。
3.根据权利要求2所述的阵列式柔性可拉伸温度传感器，其特征在于，所述第一直线部和所述第二直线部形成的交叉处设有用于安装所述柔性温度敏感单元的岛屿区域。
4.根据权利要求1所述的阵列式柔性可拉伸温度传感器，其特征在于，所述可拉伸绝缘层为聚酰亚胺薄膜。
5.根据权利要求1所述的阵列式柔性可拉伸温度传感器，其特征在于，所述柔性封装外壳包括下层柔性基底和上层柔性封装层，所述下层柔性基底与所述上层柔性封装层密封连接。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的阵列式柔性可拉伸温度传感器的制作方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的阵列式柔性可拉伸温度传感器的制作方法，其特征在于，所述前期烘干和所述后期烘干的温度为90-120℃，时间为85-105s。
8.根据权利要求6所述的阵列式柔性可拉伸温度传感器的制作方法，其特征在于，使用光刻机对玻璃基片的曝光时间为10-20s。
9.根据权利要求6所述的阵列式柔性可拉伸温度传感器的制作方法，其特征在于，脂肪族芳香族无规共聚酯按照a、b组分调配而成，其中a:b=1:1-3，搅拌均匀并脱泡；
10.一种如权利要求1-5任一项所述的阵列式柔性可拉伸温度传感器在飞行器的温度实时监测上的应用。
技术总结
本发明的实施例提供了一种阵列式柔性可拉伸温度传感器及其制备方法和应用，涉及温度传感器领域。所述阵列式柔性可拉伸温度传感器，通过将第一可拉伸导层设计成多条第一曲导线多列间隔排列，第二可拉伸导电层设计成多条第二曲导线多行间隔排列，使得阵列式柔性温度传感器拉伸率高达50%，并且能够贴附在机翼的表面。以此方式阵列式安装的多个柔性温度敏感单元能够对机翼表面进行多点实时监测，使得外部处理系统能够根据接收到的多个温度值进行温度阶跃响应曲线拟合等操作，以提前得到温度监测点的温度变化情况，对温度监测点的温度变化情况进行合理预测，有助于进行精密的温度控制。
技术研发人员：李宇航,王宽,李秀艳
受保护的技术使用者：辽宁材料实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23