[实用新型]小体积高过载全不锈钢充油结构压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种小体积高过载全不锈钢充油结构压力传感器，是属于扩散硅压阻式压力传感器技术领域。

背景技术

扩散硅压阻式压力传感器以体积小、灵敏度高等优点，在航空航天、工业自动化、汽车、环境保护、化工、医疗等领域倍受青睐。但长期以来，封装技术一直是制约硅压阻式压力传感器发展和广泛应用的重要因素。如何研制出体积小，过载量又大的高性能硅压阻式压力传感器，是非常困难的；当前中小量程的过载能力在2～3倍，大量程(6MPa以上)的过载只有0.5～1.5倍，对于安装空间小、测量范围大、过载能力要求3～4倍的场合，用现有的传感器存在技术缺陷。

发明内容

本实用新型的目的旨在实现硅压阻式压力传感器的小体积和高过载，提出一种小体积高过载全不锈钢充油结构压力传感器，通过科学计算传感器的抗拉强度、采用微热不锈钢氩弧焊接和温度补偿技术，使体积仅为Φ15X14毫米的传感器，焊接熔深达到1毫米以上，过载能力达到三至四倍于满量程，传感器的测量范围为(0～14)MPa。

本实用新型的技术解决方案：其结构是硅压力敏感芯片粘贴在不锈钢玻璃烧结底座上，硅压力敏感芯片上的焊盘通过金丝3和不锈钢玻璃烧结底座上的引脚相连，安装接头和不锈钢隔离膜片以及不锈钢玻璃烧结底座焊接，不锈钢隔离膜片内部灌充硅油，温度补偿电路板安装在不锈钢玻璃烧结底座的引脚上，屏蔽导线从温度补偿电路板引出，壳体和不锈钢玻璃烧结底座6焊接，夹紧壳体的尾部固定屏蔽导线。

本实用新型的优点：体积小、重量轻，测量范围宽，过载能力高，使传感器在Φ15X14的体积下实现四倍于满量程的过载能力，耐压能力达到56MPa。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

图中的1是安装接头、2是不锈钢隔离膜片、3是金丝、4是硅油、5是硅压力敏感芯片、6是不锈钢玻璃烧结底座、7是温度补偿电路板、8是壳体、9是屏蔽导线。

具体实施方式

对照附图1，其结构包括安装接头1、不锈钢隔离膜片2、金丝3、硅油4、硅压力敏感芯片5、不锈钢玻璃烧结底座6、温度补偿电路7、壳体8、屏蔽导线9；其中硅压力敏感芯片5粘贴在不锈钢玻璃烧结底座6上，硅压力敏感芯片5上的焊盘通过金丝3和不锈钢玻璃烧结底座6上的引脚相连，安装接头1和不锈钢隔离膜片2以及不锈钢玻璃烧结底座6焊接，不锈钢隔离膜片2内部灌充硅油4，温度补偿电路板7安装在不锈钢玻璃烧结底座6的引脚上，屏蔽导线9从温度补偿电路板7引出，壳体8和不锈钢玻璃烧结底座6焊接，夹紧壳体8的尾部固定屏蔽导线9。

温度补偿电路板7上的温度补偿电路是利用二极管压降的温度特性，采用了二极管和电阻网络的组合方式进行传感器的零点和灵敏度温漂的补偿。

压力通过安装压头1，作用在不锈钢隔离膜片2上，不锈钢隔离膜片2通过硅油3将压力传递到硅压力敏感芯片5上，硅压力敏感芯片5产生的信号通过不锈钢玻璃烧结底座6的引脚输出到温度补偿电路，温度补偿电路对电信号进行温度补偿，信号经屏蔽导线9输出。

优化的结构设计：为了实现传感器Φ15X14的小体积，通过科学的计算，使压力腔体在较小的容积下达到较高的载荷能力；承压底座采用玻璃烧结技术，将316L不锈钢底座和金属引脚烧结成一体，保证了密封性和绝缘性；将不锈钢进压头、不锈钢隔离膜片和316L不锈钢玻璃烧结底座焊接成为一个有机的整体，以达到高过载的能力。

全不锈钢焊接工艺：不锈钢焊接采用微热氩弧焊接，对焊接的电流及弧长进行精确的控制，采用自动放弧，自动收弧等措施保证焊接的可靠性。

二极管和电阻网络混合温度补偿工艺：利用二极管压降的温度特性，采用了二极管和电阻网络的组合方式进行传感器的零点和灵敏度温漂的补偿，并推导出相关的应验公式。