[實用新型]動電極板鍍金的電容壓力傳感器

有效

• 申請號: 201621122953.6
• 申請日: 2016-10-14
• 公開（公告）號: CN206161205U
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 景玉鵬;段磊;段祥華;劉爽
• 申請（專利權）人: 沈陽市傳感技術研究所
• 主分類號: G01L1/14
• 分類號: G01L1/14;G01L9/12
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司21101
• 代理人: 刁佩德

技術領域

本實用新型涉及一種電容壓力傳感器，特別是一種動電極板鍍金的電容壓力傳感器，主要用于測量小微壓力。

背景技術

在壓力測量中，特別是小微壓力，電容壓力傳感器呈優勢。目前有代表性的是美國MKS公司的6系列電容壓力傳感器。以626型電容壓力傳感器為例，量程為絕對壓力0.1Torr至1000Torr，與被測介質接觸部分全部用恒彈性耐腐蝕的鎳基合金（Inconel X-750）制作。如圖3、圖4所示。12是動電極，恒彈性耐腐蝕鎳基合金制作；13定電極絕緣體，Al₂O₃陶瓷制作；14內電極；15導電膜；16絕緣厚膜；17外殼柱狀體；18楔尾固定環；19壓簧；上述17、18、19都是Inconel X-750制作。20吸氣劑；21外引出電極；22含鈷玻璃；23絕緣子外殼；24外殼蓋（Inconel x-750）；25內引線；26帶引壓口的焊座（Inconel X-750）。

由于626型電容壓力傳感器的動電極為20μm左右的薄膜制作，盡管金屬的擴散系數很小，但是太薄，年漏率還是在20%以上。再則，Inconel X-750合金的膨脹系數太大，找不到與之匹配的固體絕緣材料，實現匹配封接。故定電極采用裝配式。這樣，就出現了以下問題：1、吸附表面太大；2、內部結構復雜、存在著氣隙與集氣腔；3、可能的不確定邊緣效應；4、內電極與外引出電極之間有細導線，存在著空間分布不確定電容；5、外引出電極存在寄生電容；6、陶瓷絕緣體不僅吸附表面遠大于幾何表面，并且體內也含有大量氣體。因此，盡管在制作時，動電極與外引出電極之間可以抽到很高真空度，也設置了吸氣劑，但是，氣體的脫附、擴散性滲漏，造成了真空度逐漸變壞，即氣壓升高；由于空間分布、寄生電容、邊緣效應的存在，可以影響到傳感器的輸出。MKS公司就在傳感器的電路上設置了零點電位器與滿量程電位器。因此，每次使用要在10^-5Pa的高真空調零點，必要時可能也要調滿度。麻煩不說，有的用戶沒有這樣的條件。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種動電極板鍍金的電容壓力傳感器，解決了現有電容式壓力傳感器存在的寄生電容、邊緣效應影響傳感器的輸出，動電極擴散性滲漏，使用麻煩等問題，其結構設計合理，制備工藝簡單，顯著降低了制造成本，進一步提高了耐腐蝕性，受溫度影響小，穩定性好。

本實用新型所采用的技術方案是：該動電極板鍍金的電容壓力傳感器包括匹配外殼，與匹配外殼組裝在一起的定電極、管狀引出電極、動電極及引壓口，其特征在于：所述動電極利用內過渡焊接環、外過渡焊接環夾持壓緊焊接固定，在動電極和內、外過渡焊接環表面設置鍍金層和高真空下金的熱擴散層，定電極由釬焊層密封在一起的藍寶石絕緣體、匹配外殼、管狀引出電極組成，匹配外殼與內過渡焊接環通過刃口形焊口焊接固定在一起，外過渡焊接環上的鍍金層和金的熱擴散層與耐腐蝕材料制作的引壓口利用氟膠環9密封后，通過刃口形焊口焊接固定在一起。

所述匹配外殼與內過渡焊接環上都設置有刃口形焊口和內環口。

所述外過渡焊接環上的鍍金層和金的熱擴散層與引壓口采用螺紋連接或直接焊接固定。

表面設置鍍金層和高真空下金的熱擴散層的所述動電極和內、外過渡焊接環是采用以下工藝步驟制作的：首先選用“徑向碾軋”的恒彈性薄膜，用軸向可拆解的卡具脹緊，卡具中心的直徑大于內、外過渡焊接環的外徑，用內、外過渡焊接環夾持壓緊焊接固定動電極，拆去卡具車削薄膜大于內、外過渡焊接環外徑部分，關閉車床所在的集氣罩，抽去罩內空氣，向罩內充滿惰性氣體，將動電極與內、外過渡環焊接成組件，對組件進行嚴格清洗、烘干后，電鍍鍍金，金層厚保持在0.1μm，再在高真空、700℃以下加熱不小于30分鐘，進行金的熱擴散。