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专利号: 201610557637X
申请人: 中北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种新型无腔室的石墨烯高温压力传感器,其特征在于,所述高温压力传感器采用无腔室基底结构以减少噪声压力信号;所述高温压力传感器采用氮化硼/石墨烯/氮化硼异质结(2)作为敏感元件感受外部压力;所述氮化硼/石墨烯/氮化硼异质结(2)直接暴露于被测空间,其外部无腔室结构;所述氮化硼/石墨烯/氮化硼异质结(2)为三层结构,从上到下依次为顶层氮化硼、石墨烯层和底层氮化硼,所述氮化硼/石墨烯/氮化硼异质结(2)采用石墨烯和氮化硼两种耐高温材料制备;所述高温压力传感器能够稳定工作的最高温度为900℃。

2.根据权利要求1所述的一种新型无腔室的石墨烯高温压力传感器,其特征在于,所述顶层氮化硼和底层氮化硼的厚度均为20nm-30nm;所述石墨烯层由单层碳原子构成,具有六角晶格结构,厚度为0.035nm。

3.根据权利要求1所述的一种新型无腔室的石墨烯高温压力传感器,其特征在于,所述高温压力传感器还包括基片(1)、绝热凸台(6)、螺纹卡口(7)以及底层固定基座(8);所述氮化硼/石墨烯/氮化硼异质结(2)设置在基片(1)上部的中心位置,所述基片(1)设置在所述绝热凸台(6)的中心位置,所述绝热凸台(6)设置于底层固定基座(8)上部,在底层固定基座(8)的周边设置至少一个螺纹卡口(7),通过螺纹卡口(7)将底层固定基座(8)固定于指定位置。

4.根据权利要求3所述的一种新型无腔室的石墨烯高温压力传感器,其特征在于,所述高温压力传感器还包括两个电极(3)、引线(4)、贯穿绝热凸台(6)和底层固定基座(8)的通孔(5)、信号显示模块(10)以及位于底层固定基座(8)下部的检测模块(9);其中,两个电极(3)设置于基片(1)上部,且分别设置在所述氮化硼/石墨烯/氮化硼异质结(2)的两侧,两个电极(3)均通过引线(4)与检测模块(9)连接,信号检测模块(9)与信号显示模块(10)相连接,其中,引线(4)穿过通孔(5)后与检测模块(9)连接。

5.根据权利要求4所述的一种新型无腔室的石墨烯高温压力传感器,其特征在于,所述信号检测模块(9)设置于底层固定基座(8)的未设置绝热凸台(6)的一侧;且所述信号检测模块(9)设置在与绝热凸台(6)相对应的位置。

6.根据权利要求4所述的一种新型无腔室的石墨烯高温压力传感器,其特征在于,所述氮化硼/石墨烯/氮化硼异质结(2)感受外部压力产生电学响应信号,所述电学响应信号依次经由电极(3)、引线(4)传递至检测模块(9),所述检测模块(9)将所述电学响应信号进行放大、去噪以及整流处理获得压力信号,并经由信号显示模块(10)对压力信号进行显示。

7.根据权利要求1所述的一种新型无腔室的石墨烯高温压力传感器,其特征在于,所述高温压力传感器既能够实现接触式压力测量,又能够实现非接触式压力测量。

8.根据权利要求1-7之一所述的一种新型无腔室的石墨烯高温压力传感器,其特征在于,所述高温压力传感器中的基片(1)、异质结(2)、电极(3)、引线(4)、绝热凸台(6)均采用耐高温材料制备。