[發明專利]高溫壓力溫度一體復合傳感器

在審

• 申請號: 201711098337.0
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107806947A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 耿振亞;吳亞林;張鵬;李慕華
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十九研究所
• 主分類號: G01L1/16
• 分類號: G01L1/16;G01K7/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 岳昕

技術領域

本發明屬于壓力溫度復合傳感器領域。

背景技術

現有的壓力溫度復合傳感器主要有兩種方式：

一種是將各自獨立的壓力傳感器和溫度傳感器組裝在一起，兩個傳感器間隔距離較遠，不能同時感受較小或局部區域的壓力信號和溫度信號，這種壓力傳感器和溫度傳感器分別獨立封裝且與被測介質隔離，導致整體傳感器的體積較大，制造成本較高；

另一種是制作壓力和溫度復合測量的單芯片傳感器，將壓力傳感器和溫度傳感器制作在同一芯片上，但是由于溫度傳感器的標準感受膜為鉑膜，壓力傳感器的力敏電阻是刻蝕在單晶硅上，其制作工藝較難且工藝兼容性較差，即使是采用COMS工藝在單晶硅上制作溫度傳感器，要制作性能良好的單芯片壓力溫度復合傳感器也十分困難。而且，實現高溫200℃環境下測量的壓力溫度傳感器基本采用分體方式測量，不能測量100MPa以上大量程壓力。

發明內容

本發明是為了解決現有的壓力溫度復合傳感器體積大、兼容性差且高溫條件下不能滿足大量程壓力測量的問題，現提供高溫壓力溫度一體復合傳感器。

高溫壓力溫度一體復合傳感器包括：管座1、壓環2、波紋膜片3、壓力敏感芯片5、溫度敏感芯片7、陶瓷環9、壓力引出線柱10和溫度引出線柱11；

管座1為圓柱形，管座1的頂部開有圓形大凹槽101，陶瓷環9位于該圓形大凹槽101內，壓力敏感芯片5位于陶瓷環9的環內，并通過共晶焊6焊接在圓形大凹槽101底部中心，波紋膜片3覆蓋在圓形大凹槽101的開口端，波紋膜片3與壓力敏感芯片5之間填充有高溫硅油8，管座1的側壁開有注油孔103，高溫硅油8通過注油孔103注入，注油孔103通過封堵鋼球13進行封堵，壓環2固定在圓形大凹槽101的開口處，

圓形大凹槽101底部沿管座1的軸向開有端柱引出通孔102，壓力引出線柱10位于該端柱引出通孔102內，壓力敏感芯片5的輸出端通過內引線4與壓力引出線柱10的首端相連，壓力引出線柱10的末端置于管座1外部，壓力引出線柱10與端柱引出通孔102壁之間的空隙內填充有玻璃材料14，

所述端柱引出通孔102內壁為雙階梯結構，壓力引出線柱10沿其周向開有兩個環形槽，

管座1的底部開有圓形小凹槽104，溫度敏感芯片7位于該圓形小凹槽104內，溫度敏感芯片7的輸出端通過內引線4與溫度引出線柱11的首端相連，溫度引出線柱11的末端置于管座1外部，圓形小凹槽104的開口端和端柱引出通孔102的末端均通過高溫封接膠12封堵，

管座1、壓環2、圓形大凹槽101、圓形小凹槽104和陶瓷環9同軸，陶瓷環9的外徑等于圓形大凹槽101的內徑，壓環2的外徑等于管座1頂部端面的直徑，壓環2的內徑等于圓形大凹槽101的內徑。

本發明所述的高溫壓力溫度一體復合傳感器的優點是：

傳感器的壓力敏感芯片充油封裝與溫度敏感芯片嵌入封裝在同一個管座結構體內，不僅體積小，且耐受200℃高溫環境，能夠承受200MPa壓力的測量。

兩芯片分別采用高溫硅油和高溫膠獨立保護，同被測介質以傳遞方式接觸，非直接接觸，具有很高的穩定性、安全性和可靠性。

由于壓力敏感芯片和溫度敏感芯片在同一管座結構內且距離非常近，可以同時準確測量同一區域內的壓力信號和溫度信號。

傳感器的壓力敏感芯片和溫度敏感芯片的組裝工藝簡潔，易于裝配操作性強，具有適合批量生產的特征。

本發明與現有壓力傳感器和溫度傳感器各自獨立組裝的復合方式相比，將壓力敏感芯片充油封裝和溫度敏感芯片嵌入封裝在一個管座結構體內復合，具有體積小、易于批量生產、更準確測量同一位置壓力信號和溫度信號的優點。

本發明與現有制作壓力和溫度復合測量的單芯片傳感器相比，不僅避免了壓力敏感芯片和溫度敏感芯片不同制作工藝的兼容性問題，而且更能夠耐受200℃高溫環境，測量同一區域的壓力信號和溫度信號。同時，解決了200℃高溫環境下一體小結構方式測量的壓力溫度傳感器復合問題，并能夠承受大壓力量程。

附圖說明

圖1為高溫壓力溫度一體復合傳感器的剖視圖；

圖2為管座的剖視圖。

具體實施方式

具體實施方式一：參照圖1和2具體說明本實施方式，本實施方式所述的高溫壓力溫度一體復合傳感器，包括：管座1、壓環2、波紋膜片3、壓力敏感芯片5、溫度敏感芯片7、陶瓷環9、壓力引出線柱10和溫度引出線柱11；