微型動態滲透水壓力傳感器的製造方法

2023-07-30 13:40:41 1

微型動態滲透水壓力傳感器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種微型動態滲透水壓力傳感器，包括殼體、杯形基底、不鏽鋼後蓋、透水石層和信號調製放大模塊；杯形基底內壁具有臺階面，一透水石層安裝於所述杯形基底的臺階面上；杯形基底嵌入所述前置腔內並安裝於所述殼體的臺階圓環面上；不鏽鋼後蓋安裝於所述殼體位於後置腔的一端，氮化矽薄膜覆蓋於所述杯形基底的內表面；杯形基底與透水石層相背的表面具有壓力敏感組件，第一引線跨接於所述壓力敏感組件和信號調製放大模塊一端之間，一信號纜嵌入不鏽鋼後蓋的通孔內並通過第二引線連接到所述信號調製放大模塊另一端。本實用新型提高壓力傳感器的動態頻響和測量精度，既大大提升了量程，又提高了感應的精度和靈敏性，且提高了壓力傳感器的信號線性度。
【專利說明】微型動態滲透水壓力傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種壓力傳感器，尤其涉及一種微型動態滲透水壓力傳感器。
【背景技術】
[0002]當前，測量水壓力傳感器的主流為矽壓阻式傳感器，其主要原理是利用矽的壓阻效應，採用MEMS技術和集成電路工藝在矽片上一定晶向，一定位置用氧化、擴散或離子注入摻雜、光刻等工藝製成對應變敏感的惠斯通電橋。其工作範圍在IKPa~lOOMpa。矽壓阻式傳感器是矽微晶片結構，不能直接接觸帶有腐蝕性的泥漿和土壤中的滲透水，即不能作為直接感應面，必須把它封裝到不鏽鋼殼體內，利用不鏽鋼膜片作為感應面，不鏽鋼殼體內部充滿矽油作為傳導壓力的介質，因此使用時高頻動態頻響信號不易獲得。由於滲透水與壓力敏感組件之間的不鏽鋼膜片具有一定的彈性力，影響滲透水壓力傳感器的測量精度。此外，土壤中的滲透水帶有少量泥漿，長期使用，容易堵塞和腐蝕不鏽鋼膜片感應面，以至於影響傳感器的測量精度，更有可能損壞傳感器，使測量無法進行。

【發明內容】

[0003]本實用新型提供一種微型動態滲透水壓力傳感器，此微型動態滲透水壓力傳感器提高壓力傳感器的動態頻響和測量精度；該傳感器不需矽油作為壓力傳遞介質，簡化了產品結構，縮小了產品的體積；熱膨脹係數一致，採用焊接和熔融玻璃粉密封，無須橡膠密封圈，有效預防壓力敏感組件被土壤滲透水腐蝕的問題，提高了該滲透水壓力傳感器的有效使用壽命和長期穩定 性。
[0004]為達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是:一種微型動態滲透水壓力傳感器，包括殼體、由底板和固定於底板周向的側板組成的杯形基底、不鏽鋼後蓋、透水石層和信號調製放大模塊，此殼體內壁中部具有臺階圓環面，從而形成連通的前置腔和後置腔，一凸緣位於殼體外表面中部；所述杯形基底內壁具有臺階面，一透水石層安裝於所述杯形基底的臺階面上，從而在所述透水石層和杯形基底的底部之間形成滲透水腔室；所述杯形基底嵌入所述前置腔內並安裝於所述殼體的臺階圓環面上；所述不鏽鋼後蓋安裝於所述殼體位於後置腔的一端，氮化矽薄膜覆蓋於所述杯形基底的內表面；所述滲透水腔室的厚度為
所述杯形基底的底板直徑為4飛mm,所述透水石層直徑為3~5mm ；
[0005]所述杯形基底與透水石層相背的表面具有壓力敏感組件，第一引線跨接於所述壓力敏感組件和信號調製放大模塊一端之間，一信號纜嵌入不鏽鋼後蓋的通孔內並通過第二引線連接到所述信號調製放大模塊另一端。
[0006]上述技術方案中進一步的改進技術方案如下:
[0007]1.上述方案中，一熱塑性護套安裝於不鏽鋼後蓋的端面。
[0008]2.上述方案中,所述氮化矽薄膜厚度為0.5"! μ m。
[0009]3.上述方案中，一固定保護套安裝於所述殼體位於前置腔的一端。
[0010]4.上述方案中，所述第一引線通過一轉接板與信號調製放大模塊一端連接。[0011]5.上述方案中，所述杯形基底的底板和側板均為17-4不鏽鋼。
[0012]由於上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點:
[0013]本實用新型提出的微型動態滲透水壓力傳感器的滲透水壓直接作用在壓力敏感組件的壓力感受面上，提高壓力傳感器的動態頻響和測量精度；該傳感器不需矽油作為壓力傳遞介質，簡化了產品結構，縮小了產品的體積。壓力敏感元件的內部有氮化矽防腐蝕層，另外，該傳感器殼體和壓力敏感元件的基底材料都是不鏽鋼，熱膨脹係數一致，採用焊接和熔融玻璃粉密封，無須橡膠密封圈，有效預防壓力敏感組件被土壤滲透水腐蝕的問題，提高了該滲透水壓力傳感器的有效使用壽命和長期穩定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1為本實用新型微型動態滲透水壓力傳感器結構示意圖；
[0015]附圖2為本實用新型微型動態滲透水壓力傳感器中敏感元件結構示意圖。
[0016]以上附圖中:1、殼體；2、杯形基底；21、底板；22、側板；23、臺階面；3、不鎊鋼後蓋；31、通孔；4、透水石層；5、信號調製放大模塊；6、臺階圓環面；71、前置腔；72、後置腔；
8、滲透水腔室；9、氮化矽薄膜；10、壓力敏感組件；11、第一引線；12、信號纜；13、第二引線；14、熱塑性護套；15、固定保護套；16、轉接板；17、凸緣。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0018]實施例:一種微型動態滲透水壓力傳感器，包括殼體1、由底板21和固定於底板21周向的側板22組成的杯形基底2、不鏽鋼後蓋3、透水石層4和信號調製放大模塊5，此殼體I內壁中部具有臺階圓環面6，從而形成連通的前置腔71和後置腔72，一凸緣24位於殼體外表面中部；所述杯形基底2內壁具有臺階面23，一透水石層4安裝於所述杯形基底2的臺階面23上，從而在所述透水石層4和杯形基底2的底部之間形成滲透水腔室8 ;所述杯形基底2嵌入所述前置腔71內並安裝於所述殼體I的臺階圓環面6上；所述不鏽鋼後蓋3安裝於所述殼體I位於後置腔72的一端，氮化矽薄膜9覆蓋於所述杯形基底2的內表面；所述滲透水腔室8的厚度為2mm，所述杯形基底2的底板21直徑為5mm，所述透水石層4直徑為4mm。
[0019]所述杯形基底2與透水石層4相背的表面具有壓力敏感組件10，第一引線11跨接於所述壓力敏感組件10和信號調製放大模塊5 —端之間，一信號纜12嵌入不鏽鋼後蓋3的通孔31內並通過第二引線13連接到所述信號調製放大模塊5另一端。
[0020]一熱塑性護套18安裝於不鏽鋼後蓋3的端面；一固定保護套19安裝於所述殼體I位於前置腔71的一端。上述氮化娃薄膜9厚度為I μ m。
[0021]上述杯形基底2的底板21和側板22均為17_4不鏽鋼。
[0022]上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容並據以實施，並不能以此限制本實用新型的保護範圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種微型動態滲透水壓力傳感器，其特徵在於:包括殼體(1)、由底板(21)和固定於底板(21)周向的側板(22)組成的杯形基底(2)、不鏽鋼後蓋(3)、透水石層(4)和信號調製放大模塊(5)，此殼體(1)內壁中部具有臺階圓環面(6)，從而形成連通的前置腔(71)和後置腔(72)，一凸緣(17)位於殼體外表面中部；所述杯形基底(2)內壁具有臺階面(23)，一透水石層(4 )安裝於所述杯形基底(2 )的臺階面(23 )上，從而在所述透水石層(4 )和杯形基底(2)的底部之間形成滲透水腔室(8);所述杯形基底(2)嵌入所述前置腔(71)內並安裝於所述殼體(1)的臺階圓環面(6)上；所述不鏽鋼後蓋(3)安裝於所述殼體(1)位於後置腔(72)的一端，氮化矽薄膜(9)覆蓋於所述杯形基底(2)的內表面；所述滲透水腔室(8)的厚度為l~2mm，所述杯形基底(2)的底板(21)直徑為4~6mm，所述透水石層(4)直徑為3飛mm ； 所述杯形基底(2)與透水石層(4)相背的表面具有壓力敏感組件(10)，第一引線(11)跨接於所述壓力敏感組件(10)和信號調製放大模塊(5) —端之間，一信號纜(12)嵌入不鏽鋼後蓋(3)的通孔(31)內並通過第二引線(13)連接到所述信號調製放大模塊(5)另一端。
2.根據權利要求1所述的微型動態滲透水壓力傳感器，其特徵在於:一熱塑性護套(14)安裝於不鏽鋼後蓋(3)的端面。
3.根據權利要求1所述的微型動態滲透水壓力傳感器，其特徵在於:所述氮化矽薄膜(9)厚度為 0.5^1 μ m0
4.根據權利要求1所述的微型動態滲透水壓力傳感器，其特徵在於:一固定保護套(15)安裝於 所述殼體(1)位於前置腔(71)的一端。
5.根據權利要求1所述的微型動態滲透水壓力傳感器，其特徵在於:所述第一引線(11)通過一轉接板(16)與信號調製放大模塊(5) —端連接。
6.根據權利要求1所述的微型動態滲透水壓力傳感器，其特徵在於:所述杯形基底(2)的底板(21)和側板(22)均為 17-4不鏽鋼。
【文檔編號】G01L19/06GK203595575SQ201320798587
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】唐運海, 沈嬌豔, 程新利, 王冰, 秦長發, 潘濤, 臧濤成, 王文襄 申請人:蘇州科技學院, 崑山雙橋傳感器測控技術有限公司