一种防干烧陶瓷加热体及其制备方法和气溶胶发生装置与流程

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1.本发明属于电子雾化器领域，具体涉及一种防干烧陶瓷加热体及其制备方法。

背景技术：

2.目前，在雾化技术领域中使用的雾化装置的雾化芯，通常由陶瓷基体和发热丝构成，形成陶瓷加热体，气溶胶基质流入陶瓷基体后被发热丝加热雾化，而当气溶胶基质快要用完时，或者当气溶胶基质发生倒吸时，陶瓷加热体就会发生干烧，现有技术方案采用检测电阻的方式防止干烧，利用具有明显温度效应的大tcr(电阻温度系数)的发热材料作为测温手段，当发热材料温度升高，电阻发生可检测的显著变化，利用芯片进行线路电阻值的检测，进行电路的开关切换，起到防止干烧超温的作用，在无油状态下，温度急剧升高，电阻发生变化，电源管理系统内的阻值模块检测到阻值变化超过预定值和超出次数后，停止加热。但是现有技术需要使用tcr大的发热材料，在发热材料上有较多限制，耐用性稳定性更强的发热材料镍铬合金的tcr达不到要求，无法使用；并且陶瓷加热体主要有钢片嵌入陶瓷芯和厚膜印刷陶瓷芯两种，对于钢片加热的tcr较为稳定，而厚膜印刷发热材料的tcr因材料工艺差异较大，tcr不够稳定，在防干烧稳定性方面无法保障。

技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种具有较好的牢靠性和耐用性的防干烧陶瓷加热体及其制备方法和气溶胶发生装置。
4.为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：提供一种防干烧陶瓷加热体，包括陶瓷基体及发热膜，所述发热膜设于所述陶瓷基体的外表面上，所述发热膜上设有薄膜热电偶，所述薄膜热电偶包括第一热电极以及与所述第一热电极电连接的第二热电极。
5.进一步的，所述第一热电极和第二热电极的材料分别为镍铬合金和镍硅合金，或铂钌合金和铂，或氧化铟锡和氧化铟。
6.进一步的，所述发热膜的两端均设有线路焊盘，所述薄膜热电偶的厚度为2-10μm。
7.进一步的，所述陶瓷基体的下端设有中空的凹槽。
8.还提供了一种如上所述的防干烧陶瓷加热体的制备方法，包括以下步骤：
9.s1、在印刷了发热膜的陶瓷加热体的设计位置处打孔；
10.s2、对打完孔的陶瓷加热体进行超声清洗；
11.s3、对清洗后的陶瓷加热体进行烘干；
12.s4、在干燥后的陶瓷加热体上进行掩膜遮挡，放入磁控溅射炉内的基台上，进行表面除污，然后溅射第一热电极和第二热电极；
13.s5、去掉s5中的掩膜，在第一热电极和第二热电极上分别连接补偿导线，完成整个防干烧陶瓷加热体的制备过程。
14.进一步的，在所述s1中打孔的孔径0.5mm-0.7mm，孔深0.5mm-1mm。
15.进一步的，在所述s2中，将所述陶瓷加热体依次置于无水乙醇和去离子水中超声清洗，且清洗时长均为5-10分钟。
16.进一步的，在所述s3中，将所述陶瓷加热体置于150℃的鼓风干燥箱内烘干，且烘干时间为1-2小时。
17.进一步的，在所述s4中，磁控溅射炉真空为0.83pa，溅射功率为300w，基台温度200-300℃，溅射时间60-120分钟。
18.还提供了一种气溶胶发生装置，包括如上所述的防干烧陶瓷加热体，还包括温控模块以及与所述温控模块电连接的电源控制模块，所述薄膜热电偶与所述温控模块电连接。
19.本发明具有以下有益效果：
20.本发明实施例的防干烧陶瓷加热体上自带薄膜热电偶，通过薄膜热电偶能够对发热膜进行实时测温，实现了结构功能一体化，陶瓷加热体在雾化舱内工作，当雾化舱里的气溶胶基质快要用完时，或者当雾化舱里的气溶胶基质倒吸时，发热膜依旧持续工作，便能够导致陶瓷加热体快速升温，位于陶瓷加热体上端的薄膜热电偶能够检测到升温的信号并最终停止发热膜的加热，有效防止了陶瓷加热体的超温干烧；薄膜热电偶能够快速且准确的测出发热膜的温度，具有良好的可靠性，并且薄膜热电偶直接设置在陶瓷基体的表面，不影响整体结构的厚度，不影响雾化器内的气流路径，不会产生气流扰动，具有良好的耐用性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明实施例提供的防干烧陶瓷加热体的示意图；
23.图2为本发明实施例提供的防干烧陶瓷加热体另一角度的示意图；
24.图3为本发明实施例提供的防干烧陶瓷加热体的俯视图。
25.图中标识说明：
26.1、陶瓷基体；2、发热膜；3、薄膜热电偶；11、主体；12、凸缘；13、凹槽；21、线路焊盘；31、第一热电极；32、第二热电极；33、第一焊盘；34、第二焊盘。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
28.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
29.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上
下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
30.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
31.实施例1
32.请参阅图1-3所示，本实施例提供的防干烧陶瓷加热体，包括陶瓷基体1和发热膜2，陶瓷基体1包括主体11以及凸出设于主体11上端的凸缘12，发热膜2设置在在凸缘12的顶部，在发热膜2上设有薄膜热电偶3，薄膜热电偶3包括第一热电极31以及与第一热电极31电连接的第二热电极32。
33.通过上述结构，在实际应用中，本实施例所示的防干烧陶瓷加热体上自带薄膜热电偶3，通过薄膜热电偶3能够对发热膜2进行实施测温，实现了结构功能一体化，陶瓷加热体在雾化舱(图中未视出)内工作，当雾化舱里的气溶胶基质快要用完时，或者当雾化舱里的气溶胶基质倒吸时，发热膜2依旧持续工作，便能够导致陶瓷基体1快速升温，位于陶瓷基体1上端的薄膜热电偶3将信号传递到外接控制管理系统，并对电源进行切断，有效防止了陶瓷加热体的超温干烧，薄膜热电偶3能够快速且准确的测出发热膜2的温度，具有较好的牢靠性。
34.进一步的，第一热电极31和第二热电极32的材料可以分别为镍铬合金和镍硅合金，或铂钌合金和铂，或氧化铟锡和氧化铟，在本实施例中，出于从成本考虑的角度，选取第一热电极31和第二热电极32的材料分别为镍铬合金和镍硅合金。
35.进一步的，薄膜热电偶3的厚度均为2-10μm，使得薄膜热电偶3与陶瓷基体1的表面结合为一体，结构尺寸薄，不影响雾化器内的气流路径，不会产生气流扰动，安装使用方便，不需要特殊的固定传感器的空间和方法，耐用性能优良，还具有响应速度快、准确度高和牢靠性好的优点，可实现大规模量产。
36.作为一种优选地实施方式，参见图2，在主体11的下端设有中空的凹槽13，凹槽13能够加快导油的速度。
37.在本实施例中，在发热膜2的两端均设有线路焊盘21，外接导线(图中未视出)可在线路焊盘21处与发热膜2电连接；在第一热电极31和第二热电极32的末端分别设有第一焊盘33和第二焊盘34，在第一焊盘33和第二焊盘34上可分别为第一热电极31和第二热电极32连接补偿导线(图中未视出)，从而可以连接外接控温模块。
38.实施例2
39.本实施例提供了一种如实施例1所述的防干烧陶瓷加热体的制备方法，包括以下步骤：
40.s1、在印刷了发热膜的陶瓷加热体的设计位置处打孔，打孔的孔径0.5mm-0.7mm，孔深0.5mm-1mm；
41.s2、将打完孔的陶瓷加热体先后置于无水乙醇、去离子水中进行超声清洗，陶瓷加热体于无水乙醇和去离子水中超声清洗的时长均为5-10分钟；
42.s3、将清洗后的陶瓷加热体在鼓风干燥箱内烘干，鼓风干燥箱内温度为150℃，且陶瓷加热体在鼓风干燥箱内烘干时间为1-2小时。
43.s4、选取第一热电极的材料为nicr，在干燥后的陶瓷加热体上将不需要溅射nicr的区域进行掩膜遮挡，然后放入磁控溅射炉内的基台上，抽真空至本底真空4*10-4pa，然后
关闭电离硅单元，开氩气主阀，开氩气减压阀至氩气出口压力为0.2-0.25mpa，调节流量至真空为0.83pa，开启溅射电源，起辉预溅射1分钟，对nicr溅射靶材的表面进行除污，然后打开nicr溅射靶材的挡板，调整溅射功率为300w，基台温度200-300℃，溅射时间60-120分钟，进行溅射，完成溅射后关闭溅射电源，关闭加热，关闭氩气，待磁控溅射炉内的基台自然降温至100℃以下，开启炉门并取出陶瓷加热体；
44.s5、选取第二热电极的材料为nisi，去掉步骤s4中陶瓷加热体上的掩膜，将不需要溅射nisi的区域进行掩膜遮挡，确保裸露的部分与nicr的结合点重合，然后放入磁控溅射炉内的基台上，抽真空至本底真空4*10-4pa，然后关闭电离硅单元，开氩气主阀，开氩气减压阀至氩气出口压力为0.2-0.25mpa，调节流量至真空为0.83pa，开启溅射电源，起辉预溅射1分钟，对nisi溅射靶材的表面进行除污，然后打开nisi溅射靶材的挡板，调整溅射功率为300w，基台温度200-300℃，溅射时间90-180分钟，进行溅射，完成溅射后关闭溅射电源，关闭加热，关闭氩气，待磁控溅射炉内的基台自然降温至100℃以下，开启炉门并取出陶瓷加热体；
45.s6、去掉s5中陶瓷加热体上的掩膜，用低温固化的导电银浆作为连接材料，在第一热电极和第二热电极上分别连接补偿导线，完成整个防干烧陶瓷加热体的制备过程。
46.s7、将防干烧陶瓷加热体放入120-300℃大气炉或干燥箱内并使得导电银浆固化；
47.s8、将防干烧陶瓷加热体置于恒温温度场，用测温仪表读出温度，再结合电热偶分度表得到输出的热电势，标定其测温准确度。
48.所测得的镍铬-镍硅薄膜热电偶的温度—热电势实测数据如下：
49.温度℃热电势mv1003.082007.5530012.1040016.3750020.48
50.通过温度—热电势的实测数据即可得出不同的热电势下发热膜的温度，当温度上升时，对应的热电势也会上升，当温度上升到一定的数值时，即可通过外接控制管理系统切断发热膜的工作电源，使其暂停工作，从而达到了防止陶瓷加热体超温干烧的目的。
51.与现有技术相比，本技术在陶瓷加热体上设置薄膜热电偶，通过薄膜热电偶能够对发热膜进行实施实时测温，实现了结构功能一体化，有效防止了陶瓷加热体的超温干烧；薄膜热电偶能够快速且准确的测出发热膜的温度，具有良好的可靠性，并且薄膜热电偶直接设置在陶瓷基体的表面，不影响整体结构的厚度，不影响雾化器内的气流路径，不会产生气流扰动，具有良好的耐用性。
52.实施例3
53.本实施例提供了一种气溶胶发生装置，包括如实施例1中所述的防干烧陶瓷加热体，还包括温控模块以及与温控模块电连接的电源控制模块，薄膜热电偶与温控模块电连接，电源控制模块用于控制整个装置电源的通断。
54.通过上述结构，在实际应用中，当雾化舱里的气溶胶基质快要用完时，或者当雾化舱里的气溶胶基质倒吸时，发热膜2依旧持续工作，便能够导致陶瓷基体1快速升温，位于陶
瓷基体1上端的薄膜热电偶3将信号传递到控温模块，温控模块与电源控制模块电连接，控温模块能够通过电源控制模块进行电源的切断，从而有效防止了陶瓷加热体的超温干烧。
55.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种防干烧陶瓷加热体，其特征在于，包括陶瓷基体及用于加热所述陶瓷集体的发热膜，所述发热膜设于所述陶瓷基体的外表面上，所述发热膜上设有用于测温的薄膜热电偶，所述薄膜热电偶包括第一热电极以及与所述第一热电极电连接的第二热电极。2.根据权利要求1所述的防干烧陶瓷加热体，其特征在于，所述第一热电极和第二热电极的材料分别为镍铬合金和镍硅合金，或铂钌合金和铂，或氧化铟锡和氧化铟。3.根据权利要求2所述的防干烧陶瓷加热体，其特征在于，所述薄膜热电偶的厚度为2-10μm。4.根据权利要求3所述的防干烧陶瓷加热体，其特征在于，所述陶瓷基体的下端设有中空的凹槽。5.一种如权利要求1-4中任一项所述的防干烧陶瓷加热体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、在印刷了发热膜的陶瓷加热体的设计位置处打孔；s2、对打完孔的陶瓷加热体进行超声清洗；s3、对清洗后的陶瓷加热体进行烘干；s4、在干燥后的陶瓷加热体上进行掩膜遮挡，放入磁控溅射炉内的基台上，进行表面除污，然后溅射第一热电极和第二热电极；s5、去掉s5中的掩膜，在第一热电极和第二热电极上分别连接补偿导线，完成整个防干烧陶瓷加热体的制备过程。6.根据权利要求5所述的防干烧陶瓷加热体的制备方法，其特征在于，在所述s1中打孔的孔径0.5mm-0.7mm，孔深0.5mm-1mm。7.根据权利要求6所述的防干烧陶瓷加热体的制备方法，其特征在于，在所述s2中，将所述陶瓷加热体依次置于无水乙醇和去离子水中超声清洗，且清洗时长均为5-10分钟。8.根据权利要求7所述的防干烧陶瓷加热体的制备方法，其特征在于，在所述s3中，将所述陶瓷加热体置于150℃的鼓风干燥箱内烘干，且烘干时间为1-2小时。9.根据权利要求8所述的防干烧陶瓷加热体的制备方法，其特征在于，在所述s4中，磁控溅射炉真空为0.83pa，溅射功率为300w，基台温度200-300℃，溅射时间60-120分钟。10.一种气溶胶发生装置，包括如权利要求1-4中任一项所述的防干烧陶瓷加热体，还包括温控模块以及与所述温控模块电连接的电源控制模块，所述薄膜热电偶与所述温控模块电连接。

技术总结

本发明属于电子雾化器领域，具体公开了一种防干烧陶瓷加热体及其制备方法和气溶胶发生装置，防干烧陶瓷加热体包括陶瓷基体及发热膜，发热膜设于陶瓷基体的外表面上，发热膜上设有正负极薄膜热电偶，薄膜热电偶包括第一热电极以及与第一热电极电连接的第二热电极；薄膜热电偶能够快速且准确的测出发热膜的温度，具有较好的牢靠性和耐用性。具有较好的牢靠性和耐用性。具有较好的牢靠性和耐用性。