[发明专利]一种基于MEMS技术的压力开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力开关，尤其是一种基于MEMS技术的压力开关。

背景技术

压力开关广泛应用于工业、农业、科研、建筑、航天航空及军事等技术领域。但传统的压力开关，多是机械结构式，具有体积大、批量生产性低、一致性差、不易与后续电路集成等不足，所以传统的压力开关正在被电子式压力开关所取代。目前，应用在上述领域内的电子式压力开关，多为采用线性压力传感器来检测压力，然后利用线性压力达到额定值时完成开关功能。但一个线性压力传感器无论从工艺复杂程度或从性能中所包含的信息量来讲都比压力开关复杂、精确，再加上必须配以比较电路，因此成本高，是不得已而大材小用。近年来由于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)技术近乎成熟的发展使得硅压力传感器在成本低廉、高性能方向有了长足的进步。因此，一些先行者已开始了利用MEMS技术制作压力开关的研究，但所报道的压力开关由于其额定工作压力范围窄、仅限于个别应用领域，难以进一步推广应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于MEMS技术的压力开关，其结构简单，一致性好、成本低廉、结构简单、易于和后续电路集成在一起，进行信号调理、转换及网络化；适用范围广。

按照本发明提供的技术方案，所述基于MEMS技术的压力开关，包括底座及位于底座上的管帽；所述管帽对应于与底座相连的另一端设有引压口；底座对应于邻近管帽的端部设有凹槽，底座的另一端设有电缆孔，所述电缆孔与凹槽、引压口均相连通；电缆孔内设有电缆；所述凹槽内设有转接组件，所述转接组件上设有敏感组件；所述转接组件包括支撑体，所述支撑体的中心区设有下导流孔，支撑体上设有导电柱；所述敏感组件包括固支体及位于所述固支体上的硅片；所述硅片对应于与固支体相连的另一端表面设有金属层，硅片对应于邻近固支体的端部凹设有弹性槽，所述弹性槽间形成凸台，所述凸台上设有上电极；固支体的中心区设有上导流孔，上导流孔与下导流孔相连通；固支体两端的表面及上导流孔的内壁形成下电极；所述下电极及金属层分别通过内引线与支撑体上对应的导电柱电连接；导电柱对应于与内引线相连的另一端分别与电缆内对应的连接导线电连接。

所述底座对应于设置电缆孔的端部设有紧固件；电缆的一端穿出紧固件后，与紧固件相紧固连接。所述紧固件内设有密封圈，所述密封圈套在电缆上。所述支撑体对应于与硅片相连的端部设有导电覆板，所述导电覆板与导电柱间设有绝缘子；固支体对应于设置下电极的端部与导电覆板相电连接；下电极通过导电覆板及内引线与对应的导电柱相电连接。所述电缆内设有导气管，所述导气管的一端位于凹槽内，并与上导流孔及下导流孔相连通。

所述凹槽的内周面上设有若干固支台阶，所述转接组件安装在凹槽的固支台阶上。所述硅片为N型单晶硅片。所述固支体为PYREX玻璃或单晶硅。所述金属层的材料为铝、铜、金或银；所述金属层蒸镀在硅片上。

本发明的优点：敏感组件包括硅片，硅片采用MEMS技术形成弹性槽及上电极，形成E型弹性膜片，可以方便与后续电路进行集成；弹性膜片的厚度及上电极与下电极间的间隙高度对应配合，决定了压力开关的额定工作压力。气流从引压口进入，气压通过金属层作用在硅弹性槽上，通过上电极与下电极的相互配合作用，并通过电缆内的连接导线向外输出，完成开关功能，使用方便。敏感组件内没有相对活动的部件，工作可靠，使用寿命长。压力开关体积小，有利于制作微型化，小型化或面贴式器件，敏感组件采用MEMS技术制造，可以进行大批量生产，降低生产成本，适用于各个领域。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明敏感组件的结构示意图。

图3为本发明转接组件的结构示意图。

图4为本发明底座的结构示意图。

图5为本发明电缆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1～图5所示：本发明包括敏感组件1、转接组件2、底座3、紧固件4、密封圈5、电缆6、管帽7、内引线8、引压口9、连接头10、硅片11、金属层12、弹性梁13、上电极14、电极间隙15、下电极16、固支体17、上导流孔18、弹性槽19、凸台20、下导流孔21、绝缘子22、导电覆板23、支撑体24、导电柱25、安装孔26、凹槽27、固支台阶28、电缆孔29、紧固螺纹30、连接导线31及导气管32。