(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211239996.2 (22)申请日 2022.10.11 (71)申请人 松诺盟科技有限公司 地址 410300 湖南省长 沙市浏阳 经济技术 开发区湘台路18号长沙E中心A5栋3、 4 层01、 02号房 (72)发明人 雷卫武　徐承义　徐建　刘素夫　 曾朋辉　 (74)专利代理 机构 湖南正则奇美专利代理事务 所(普通合伙) 4310 5 专利代理师 肖琦 (51)Int.Cl. C23C 14/35(2006.01) C23C 14/02(2006.01) C23C 14/08(2006.01)C23C 14/14(2006.01) C23C 14/46(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G01B 7/16(2006.01) G01L 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种纳米薄膜复合应变传感器及其制备方 法与应用 (57)摘要 本发明公开了一种纳米薄膜复合应变传感 器及其制备方法与应用， 涉及传感器技术领域； 该传感器包括基底层， 所述基底层 表面设有过渡 层； 所述过渡层的表面设有绝缘层； 所述绝缘层 的部分表 面设有应变层； 所述绝缘层的剩余部分 表面设有保护层； 所述应变层的部分表面设有焊 盘； 所述应变层的剩余部分表面设有保护层。 本 发明中应变层由NiCrMnSi层和NiCrAlY层组成， 其中NiCrMnSi层的致密程度高、 表面缺陷少且与 绝缘层的结合强度高， 从而提升了应变层的测试 精度； 而NiCrAlY层中含有金属铝， 金属铝在氧气 存在的情况下会生成氧化铝， 而氧化铝能够起到 一定的抗氧化作用， 有利于提升应变敏感层的抗 氧化性能。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 115323337 A 2022.11.11 CN 115323337 A 1.一种纳米薄膜复合应 变传感器， 其特 征在于， 包括： 基底层， 所述基底层表面设有过渡层； 所述过渡层的表面设有绝 缘层； 所述绝缘层的部分表面设有应 变层； 所述绝缘层的剩余部分表面设有保护层； 所述应变层的部分表面设有焊 盘； 所述应变层的剩余部分表面设有保护层； 所述基底层为 不锈钢层； 所述过渡层包括氧化铌层； 所述应变层由NiCrMnSi层和N iCrAlY层组成； 所述NiCrMnSi层与所述 绝缘层相接触； 所述NiCrAlY层与所述保护层相接触； 所述应变层模块设置为扭矩测量模块、 应力测量模块和压力测量模块。 2.根据权利要求1所述的纳米薄膜复合应变传感器， 其特征在于， 所述过渡层还包括 NiCr层； 所述 NiCr层与所述 不锈钢层相接触。 3.根据权利要求1所述的纳米薄膜复合应变传感器， 其特征在于， 所述氧化铌层的厚度 为100nm~800nm。 4.根据权利 要求1所述的纳米薄膜复合应变传感器， 其特征在于， 所述NiCrMnSi层中包 括如下质量百分数的元 素： 50%~60%的Ni、 10%~30%的Cr、 20%~30%的Mn和1%~10%的Si。 5.根据权利要求1至4任一项所述的纳米薄膜复合应变传感器， 其特征在于， 所述 NiCrMnSi层的厚度为10 0nm~500nm。 6.根据权利要求1至4任一项所述的纳米薄膜复合应变传感器， 其特征在于， 所述 NiCrAlY层的厚度为10 0nm~800nm。 7.根据权利要求1至4任一项所述的纳米薄膜复合应变传感器， 其特征在于， 所述保护 层由氧化铝 层和二氧化硅层组成。 8.一种制备如权利要求1至7任一项所述的纳米薄膜复合应变传感器的方法， 其特征在 于， 包括以下步骤： S1、 在基底层上依次生长所述过渡层和所述 绝缘层； S2、 在所述 绝缘层表面 生长应变层； 光刻后实现应 变层图案化， 形成图案化应 变层； S3、 在所述图案化应变层表面部分区域生长保护层； 在所述图案化应变层表面部分区 域生长焊盘。 9.一种如权利要求1至7任一项所述的纳米薄膜复合应变传感器在测量油井钻头压力、 应力和/或扭矩中的应用。 10.根据权利要求9所述的应用， 其特征在于， 所述纳米薄膜复合应变传感器焊接在所 述油井钻头表面。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115323337 A 2一种纳米薄膜复合应变传感器及其制备方 法与应用 技术领域 [0001]本发明属于传感器技术领域， 具体是一种纳 米薄膜复合应变传感器及 其制备方法 与应用。 背景技术 [0002]在工业控制领域， 往往需要对多个物理量同时进行测量 （如压力、 扭矩和应力等） ， 相关技术中为同时测 量上述物理量， 选择将应变片粘贴在弹性体上， 从而实现上述物理量 的测量； 而粘贴一般选用胶材； 而胶材会随着环 境温度的变化和使用时间的延 长而老化； 胶 材老化后会影响到应变片的测试精度和应变片的粘贴牢固程度； 从而导致测试误差增大； 且相关技术中一个应变片仅能测试一个物理量； 若要测试多个物理量， 则需要同时选用多 个应变片进行组合使用， 从而会增大应变片的占用面积； 因此在对较小体积的设备无法进 行测试。 [0003]因此， 本发明提供了一种纳米薄膜复合应变传感器， 以解决上述背景技术中提出 的问题。 发明内容 [0004]本发明的目的在于提供一种纳米薄膜复合应变传感器， 以解决上述背景技术中提 出的问题和缺陷的至少一个方面。 [0005]本发明还提供了上述纳米薄膜复合应 变传感器的制备 方法。 [0006]本发明还提供了上述纳米薄膜复合应 变传感器的应用。 [0007]具体如下， 本发明第一方面 提供了一种纳米薄膜复合应 变传感器， 包括： 基底层， 所述基底层表面设有过渡层； 所述过渡层的表面设有绝 缘层； 所述绝缘层的部分表面设有应 变层； 所述绝缘层的剩余部分表面设有保护层； 所述应变层的部分表面设有焊 盘； 所述应变层的剩余部分表面设有保护层； 所述基底层为 不锈钢层； 所述过渡层包括氧化铌层； 所述应变层由NiCrMnSi层和N iCrAlY层组成； 所述NiCrMnSi层与所述 绝缘层相接触； 所述NiCrAlY层与所述保护层相接触； 所述应变层分区设置为扭矩测量模块、 应力测量模块和压力测量模块。 [0008]根据本发明传感器技 术方案中的一种技 术方案， 至少具 备如下有益效果： 本发明通过在基底层表面设置氧化铌 过渡层， 利用氧化铌来缓解绝缘层和基底层 之间的失配导致的应力， 从而提升基底层与绝缘层之间的结合强度； 从而提升纳米薄膜复说　明　书 1/6 页 3 CN 115323337 A 3