基於微熔技術壓力傳感器的製作方法
2023-05-28 22:04:56 1
專利名稱：基於微熔技術壓力傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬電子測控儀表製造技術領域，具體涉及一種基於微熔技術壓力傳感器。
背景技術：
傳感器技術是現代科技的前沿技術，是現代信息技術的三大支柱之一。現代社會隨著人們對自動化與智能化控制要求的不斷提高，傳感器作為自動化、智能化技術前提的需求也在逐步快速提高。該技術領域的技術創新、產業化發展、產品技術應用推廣，越來越被各國與行業重視與積極發展。隨著半導體壓阻效應的發現，半導體力敏器件得到了迅速的發展。壓力傳感器製造技術也出現多樣化，分別有壓阻矽晶片式、壓電薄膜式、陶瓷式、電磁式和微熔技術等。普通壓阻矽晶片式精度與靈敏度性能優良，但其溫度性能弱且高量程產品少；壓電式傳感器的防潮性能差，輸出電流響應差需要採用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服此缺陷；陶瓷式傳感器製造成本太高；電磁式傳感器雖然售價低但其精度低且抗幹擾性能差，並且其普遍存在壓力傳感器裝配應力影響、密封失效洩漏、環境溫溼度與介質腐蝕性影響、測試靈敏度與穩定性低、以及抗衝擊爆破壓力能力差等技術缺陷，因此有必要改進。
實用新型內容本實用新型解決的技術問題提供一種基於微熔技術壓力傳感器，通過感知流體介質壓力信號並轉換為電信號輸出，實現對流體介質壓力參數的測試，通過高溫微熔玻璃燒結粘合、金屬焊接組合而成壓力傳感器密封腔體結構，克服和避免了現有壓力傳感器裝配應力影響、密封失效洩漏、環境溫溼度與介質腐蝕性影響、測試靈敏度與穩定性低、以及抗衝擊爆破壓力能力差等缺陷，提高了壓力傳感器的測試精度、靈敏度、穩定性、抗過載、密封性等技術性能。本實用新型採用的技術方案基於微熔技術壓力傳感器，包括壓力頭，所述壓力頭後端與彈性膜片腔體前端固定連接後組成密封腔體，所述壓力頭前端制有導入與感知流體壓力的螺孔且螺孔與密封腔體連通，彈性膜片腔體外圓制有外螺紋，所述彈性膜片腔體後端面通過高溫微熔玻璃與將感知壓力轉換為電信號的矽應變片前端燒結粘合為一體，所述矽應變片後端固定有輸出電信號的導線。其中，所述壓力頭後端與彈性膜片腔體前端通過金屬焊接後組成密封腔體。其中，所述矽應變片後端鎊錠有輸出電信號的導線。進一步地，所述導線還是傳感器激勵電源線。本實用新型與現有技術相比的優點1、測試介質壓力通過專用鋼材製作的傳感器剛性膜片傳導至矽晶片，使壓力傳感器具有很強的抗爆破衝擊力(5倍滿量程)、以及很高抗過載能力0倍滿量程)。2、由於矽晶片與傳感器剛性基體通過特殊玻璃微粉燒結熱熔成為一體，減少了傳感器的遲滯、濡變影響，使得壓力傳感器具有很高的線性精度、測試靈敏度、響應頻率、長期工作穩定性、測量控制可靠性等特性，以及較低的遲滯與重複性測量、零位漂移誤差，可以適應頻繁往復的檢測控制應用。3、矽晶片與傳感器剛性基體燒結熱熔成體結構，既可實現對腐蝕性介質壓力的測控，又可消除普通充油類壓力傳感器因裝配應力、環境溫溼度變化致使矽油漲縮、以及密封失效洩漏等因素引起的傳感器零位溫度漂移，因此，基於熱熔技術使壓力傳感器的零位溫度漂移誤差很小。
圖1為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖1描述本實用新型的一種實施例。基於微熔技術壓力傳感器，屬於一種電子測量儀表，包括壓力頭1，壓力頭1後端與彈性膜片腔體2前端通過金屬焊接後後組成密封腔體7，壓力頭1前端制有導入與感知流體壓力的螺孔6且螺孔6與密封腔體7連通，彈性膜片腔體2外圓制有外螺紋8，彈性膜片腔體2後端面通過高溫微熔玻璃3與將感知壓力轉換為電信號的矽應變片4前端燒結粘合為一體，矽應變片4後端鎊錠有輸出電信號的導線5，導線5同時是傳感器激勵電源線，實現流體壓力測試，該組導線5作為傳感器激勵電源線與電信號輸出用途。製備工藝通過以下步驟實現1、零件加工製造選用適合的單晶矽、高溫微熔玻璃3、金屬分別加工製作矽應變片4、壓力頭1、彈性膜片腔體2等零件，使用高純金絲製作傳感器導線5 ；2、焊接使用金屬雷射焊接或離子焊接工藝，將壓力頭1與彈性膜片腔體2焊接組合成為密封腔體7，並將其作為彈性膜片腔體2的後端面研磨拋光。3、高溫微熔玻璃燒結粘合採用高溫微熔玻璃3將矽應變片4燒結粘合於彈性膜片腔體2已經研磨拋光的後端面上。4、壓接導線將一組金絲導線5採用鎊錠工藝壓接於矽應變片4導電端點上。5、檢測入庫電路調試補償，試驗檢測與標定，並列印標識與包裝入庫。使用方法使用者應用時，按使用說明書要求及相應技術參數標識，用其實現對流體介質壓力的測控功能。具體為首先將流體壓力傳導接頭連接於壓力傳感器前端螺孔6，引入檢測壓力； 然後製作適用具體測控需求的數據處理電路板，並與傳感器金絲導線5對應連接，配置殼體安裝於傳感器彈性膜片腔體2的外圓外螺紋8上，成為用戶所需輸出模式與接口的壓力傳感器、或變送器，再連接二次儀表或微機，完成壓力測控。上述實施例，只是本實用新型的較佳實施例，並非用來限制本實用新型實施範圍， 故凡以本實用新型權利要求所述內容所做的等效變化，均應包括在本實用新型權利要求範圍之內。
權利要求1.基於微熔技術壓力傳感器，包括壓力頭(1)，其特徵在於所述壓力頭(1)後端與彈性膜片腔體( 前端固定連接後組成密封腔體(7)，所述壓力頭(1)前端制有導入與感知流體壓力的螺孔(6)且螺孔(6)與密封腔體(7)連通，彈性膜片腔體( 外圓制有外螺紋 (8)，所述彈性膜片腔體( 後端面通過高溫微熔玻璃C3)與將感知壓力轉換為電信號的矽應變片(4)前端燒結粘合為一體，所述矽應變片(4)後端固定有輸出電信號的導線(5)。
2.根據權利要求1所述的基於微熔技術壓力傳感器，其特徵在於所述壓力頭(1)後端與彈性膜片腔體( 前端通過金屬焊接後組成密封腔體(7)。
3.根據權利要求1所述的基於微熔技術壓力傳感器，其特徵在於所述矽應變片(4) 後端鎊錠有輸出電信號的導線(5)。
4.根據權利要求1、2或3所述的基於微熔技術壓力傳感器，其特徵在於所述導線(5) 同時是傳感器激勵電源線。
專利摘要提供一種基於微熔技術壓力傳感器，包括壓力頭，所述壓力頭後端與彈性膜片腔體前端固定連接後組成密封腔體，所述壓力頭前端制有導入與感知流體壓力的螺孔且螺孔與密封腔體連通，彈性膜片腔體外圓制有外螺紋，所述彈性膜片腔體後端面通過高溫微熔玻璃與將感知壓力轉換為電信號的矽應變片前端燒結粘合為一體，所述矽應變片後端固定有輸出電信號的導線。通過感知流體介質壓力信號並轉換為電信號輸出，實現對流體介質壓力參數的測試，克服和避免了現有壓力傳感器裝配應力影響、密封失效洩漏、環境溫溼度與介質腐蝕性影響、測試靈敏度與穩定性低、抗衝擊爆破壓力能力差等缺陷，提高了壓力傳感器的測試精度、靈敏度、穩定性、抗過載、密封性等性能。
文檔編號G01L19/06GK202083516SQ20112019882
公開日2011年12月21日 申請日期2011年6月14日 優先權日2011年6月14日
發明者權文乾, 李文學 申請人:寶雞市華敏測控儀器儀表有限公司