[发明专利]高温压力传感器后端封装结构及其封装方法

说明书

本发明为一种高温压力传感器后端封装结构及封装方法，解决了高温压力传感器在恶劣服役环境下，结构不合理导致其在高温环境受热失效无法正常工作的问题。本发明包括带有夹层的圆柱形壳体，夹层内填装有防热辐射材料，圆柱型壳体的一端安装有螺纹连接头、另一端安装有电缆固定头和紧固压母，圆柱型壳体、电缆固定头内安置有带导线通孔的纳米多孔气凝胶体，紧固压母内封装有导线伸至导线通孔内的导线接头，互联头内进行钨针与导线焊合接头的封装。本发明具有结构合理，管壳散热性能良好、保护内部电路稳定可靠运行的优点，满足压力传感器在高温环境下进行压力测量的需求。

技术领域

本发明涉及高温压力传感器的封装技术领域，具体是一种高温压力传感器后端封装结构及其封装方法。

背景技术

高温压力传感器是一种在高温环境下对各种气体、液体的压力进行测量的传感器，广泛应用于各种工业自控环境中，主要用在测量锅炉、管道、高温反应容器内的压力、井下压力和各种发动机腔体内的压力、高温油品液位与检测、油井测压等。

但是高温压力传感器所面对的一个突出问题是，如果高温压力传感器前端工作环境温度很高，造成有大量热量沿传感器方向传递，影响后端元器件的工作，不仅主板线路、零部件、密封圈以及机芯有可能会因温度过高而失效，同时由于高温氧化也会导致后端导线、极板间键合部位的失效。因此通过高温传感器的后端进行粗略热场分析，通过结构设计以及相应的专用材料制备，获得绝热性能良好且能有效保护后端部件正常工作的高温传感器后端封装结构。

由此可以看出，封装方式正确与否，不仅关乎高温压力传感器的测量精度，还与高温压力传感器的使用寿命有关联。另一方面，对于在高温的极端苛刻环境中的高温压力传感器，可以通过改善高温压力传感器后端的封装结构，来可持续工作。

发明内容

本发明的目的是为了解决高温压力传感器在恶劣服役环境下，结构不合理导致其在高温环境受热失效无法正常工作的问题，而提供一种高温压力传感器后端封装结构及其封装方法，以获得绝热性能良好且能有效保护后端部件正常工作的高温传感器后端封装结构。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种高温压力传感器后端封装结构，包括圆柱型壳体、螺纹连接头、电缆固定头和紧固压母；圆柱型壳体的壳壁为夹层设计，该夹层的一端敞口、另一端封闭，该夹层内填装有防热辐射材料；螺纹连接头安装在圆柱型壳体的一端端口上且完全封闭住夹层的敞口，电缆固定头安装在圆柱型壳体的另一端端口上，紧固压母安装在电缆固定头的外端端口上；圆柱型壳体的内腔内安置有第一纳米多孔气凝胶体，电缆固定头的内端端口内安置有第二纳米多孔气凝胶体，紧固压母的内端端口内安置有互联头，第一纳米多孔气凝胶体、第二纳米多孔气凝胶体及互联头依次紧邻对接设置，并且第一纳米多孔气凝胶体、第二纳米多孔气凝胶体及互联头上沿其轴线方向开设有贯穿其整体的两个导线通孔；紧固压母的外端端口内安置有导线接头，导线接头上的两根导线分别穿插在两个导线通孔内。

作为优选的技术方案，圆柱型壳体是由碳纳米管与镍合金复合而成的镍基复合材料制作而成的；防热辐射材料是由铝箔和纤维布间隔层层堆叠而成的复合材料制作而成的；螺纹连接头、电缆固定头和紧固压母均由304不锈钢制作而成的。进一步的，本发明还提供了上述高温压力传感器后端封装结构的封装方法，包括如下步骤：

1）在真空室内，先将防热辐射材料填装在圆柱型壳体的夹层内，然后在螺纹连接头与圆柱型壳体的连接处夹一层环形铝箔，进行瞬间液相扩散焊，从而将螺纹连接头安装在圆柱型壳体上，并且螺纹连接头完全封闭住圆柱型壳体夹层的敞口端；

2）将连接好螺纹连接头的圆柱型壳体从真空室取出，将高温压力传感器上带有两根钨针的集管封装在螺纹连接头外端端口内，两根钨针穿插在圆柱型壳体的内腔内；

3）将第一纳米多孔气凝胶体、第二纳米多孔气凝胶体及互联头依次对接好并套装在两根钨针上，同时将第一纳米多孔气凝胶体安置在圆柱型壳体的内腔内；