差压传感器制造技术

防止传感器芯片的接合部剥离的差压传感器。将传感器基体部（13-1）、（13-2）分别与传感器芯片的一个面以及另一个面接合。将导压管（14-1）的一端插入固定于传感器基体部（13-1）的连通孔中，将导压管（14-1）的另一端插入固定于阻挡基体部（12-2）的导压通路中。将导压管（14-2）的一端插入固定于传感器基体部（13-2）的连通孔中，将导压管（14-2）的另一端插入固定于阻挡基体部（12-3）的导压通路中。将导压管（14-1）的管路作为封入室的一部分，封入将流体压力（P1）引导至传感器隔膜的一个面的压力传递介质。将导压管（14-2）的管路作为封入室的一部分，封入将流体压力（P2）引导至传感器隔膜的另一个面的压力传递介质。在阻挡基体部上形成环状的槽。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】防止传感器芯片的接合部剥离的差压传感器。将传感器基体部（13-1）、（13-2）分别与传感器芯片的一个面以及另一个面接合。将导压管（14-1）的一端插入固定于传感器基体部（13-1）的连通孔中，将导压管（14-1）的另一端插入固定于阻挡基体部（12-2）的导压通路中。将导压管（14-2）的一端插入固定于传感器基体部（13-2）的连通孔中，将导压管（14-2）的另一端插入固定于阻挡基体部（12-3）的导压通路中。将导压管（14-1）的管路作为封入室的一部分，封入将流体压力（P1）引导至传感器隔膜的一个面的压力传递介质。将导压管（14-2）的管路作为封入室的一部分，封入将流体压力（P2）引导至传感器隔膜的另一个面的压力传递介质。在阻挡基体部上形成环状的槽。【专利说明】差压传感器
本专利技术涉及一种使用输出与压力差对应的信号的传感器隔膜的差压传感器。
技术介绍
以往，作为工业用的差压传感器，使用的是使用了输出与压力差对应的信号的传感器隔膜的差压传感器。该差压传感器构成为，将施加于高压侧以及低压侧的受压隔膜的各测量压通过作为压力传递介质的封入液引导至传感器隔膜的一个面以及另一个面，将该传感器隔膜的变形作为例如电阻应变计的电阻值变化进行检测，将该电阻值变化转换为电信号取出。这种差压传感器例如被用于通过对在石油提纯成套设备中的高温反应塔等储藏被测流体的密闭罐内的上下两个位置的压差进行检测来测量液面高度的时候等。在图3中示出了现有的差压传感器的概略结构。该差压传感器100构成为，将具有传感器隔膜(未图示出)的压力传感器芯片I装入测量计主体2中。压力传感器芯片I中的传感器隔膜由硅、玻璃等构成，在形成为薄板状的隔膜的表面形成有电阻应变计。测量计主体2由金属制的主体部3与传感部4构成，在主体部3的侧面设置有构成一对受压部的阻挡隔膜(受压隔膜)5a、5b，压力传感器芯片I被设置于传感部4的传感器室4a内。测量计主体2中，设置于传感器室4a内的压力传感器芯片I与设置于主体部3中的阻挡隔膜5a、5b之间通过压力缓冲室7a、7b分别连通，该压力缓冲室7a、7b通过大直径的中心隔膜6隔离，在将压力传感器芯片I与阻挡隔膜5a、5b连接的连通通路8a、8b中封入了娃油等压力传递介质9a、9b。另外，需要硅油等压力介质是因为，为了防止测量介质中的异物附着于传感器隔膜，不让其腐蚀传感器隔膜，需要将具有耐腐蚀性的受压隔膜与具有应力(压力)灵敏度的传感器隔膜分开。在该差压传感器100中，如图4的(a)中示意性示出的稳定状态时的动作状态那样，来自过程的测量压Pl被施加于阻挡隔膜5a，来自过程的测量压P2被施加于阻挡隔膜5b。由此，阻挡隔膜5a、5b发生位移，该施加的压力P1、P2通过由中心隔膜6隔离的压力缓冲室7a、7b，经压力传递介质9a、9b分别被引导至压力传感器芯片I的传感器隔膜的一个面以及另一个面。其结果是，压力传感器芯片I的传感器隔膜呈现出与该导入的压力PU P2的压差ΛP相当的位移。对此，例如，如果对阻挡隔膜5b施加过大压力Pover的话，则如图4的(b)所示，阻挡隔膜5b发生较大位移，中心隔膜6随之吸收过大压力Pover而发生位移。并且，如果阻挡隔膜5b着底于测量计主体2的凹部IOa的底面(过大压力保护面)，该位移被限制的话，则通过阻挡隔膜5b的向传感器隔膜的该程度以上的压差ΛΡ的传递将被阻止。在阻挡隔膜5a上施加过大压力Pover的情况也与在阻挡隔膜5b上施加过大压力Pover的情况一样，如果阻挡隔膜5a着底于测量计主体2的凹部IOa的底面(过大压力保护面)，该位移被限制的话，则通过阻挡层隔膜5a的向传感器隔膜的该程度以上的压差ΛΡ的传递将被阻止。其结果是，因施加过大压力Pover导致的压力传感器芯片I的破损，即压力传感器芯片I上的传感器隔膜的破损就被防止于未然。在该差压传感器100中，因为使测量计主体2中内含有压力传感器芯片1，所以能够保护压力传感器芯片I使其免于暴露在过程流体等外部腐蚀环境中。但是，由于采用了具有用于限制中心隔膜6和阻挡隔膜5a、5b的位移的凹部10a、10b，通过这些来保护压力传感器芯片I使其免于遭受过大压力Pover的结构，因此无法避免其形状的大型化。因此，提出了在压力传感器芯片上设置第一挡块构件以及第二挡块构件，通过使该第一挡块构件以及第二挡块构件的凹部与传感器隔膜的一个面以及另一个面相对，来阻止施加过大压力时传感器隔膜的过度位移，由此来防止传感器隔膜的破损和破坏的结构(例如，参见专利文献I)。图5示出了采用专利文献I中揭示的结构的压力传感器芯片的概略图。在该图中，11-1为传感器隔膜，11-2以及11-3为将传感器隔膜ll-ι夹持并接合的第一以及第二挡块构件，11-4以及11-5为与挡块构件11-2以及11-3接合的基座。挡块构件11_2、11_3和基座11-4、11-5由硅、玻璃等构成。在该压力传感器芯片11中，在挡块构件11-2、11_3上形成有凹部ll_2a、ll_3a，使挡块构件11-2的凹部ll_2a与传感器隔膜11-1的一个面相对，使挡块构件11_3的凹部ll-3a与传感器隔膜11-1的另一个面相对。凹部ll-2a、ll-3a为沿着传感器隔膜11_1的位移的曲面(非球面)，其顶部形成有压力导入孔(导压孔)ll-2b、ll-3b。另外，在基座11-4、11-5上，在与挡块构件11-2、11-3的导压孔ll-2b、ll-3b对应的位置也形成有压力导入孔(导压孔)ll-4a、ll_5a。采用这种压力传感器芯片11的话，在传感器隔膜11-1的一个面上施加过大压力而使传感器隔膜11-1位移时，该位移面整体将被挡块构件11-3的凹部ll_3a的曲面挡住。另外，在传感器隔膜11-1的另一个面上施加过大压力而使传感器隔膜11-1位移时，该位移面整体将被挡块构件11-2的凹部ll_2a的曲面挡住。由此，在传感器隔膜11-1上施加过大压力时的过度位移得以阻止，可以有效地防止因施加过大压力导致的传感器隔膜11-1的不得已的破坏，能够提高该过大压力保护动作压力(耐压)。另外，在图3所示的结构中，去除了中心隔膜6、压力缓冲室7a、7b，将测量压P1、P2从阻挡隔膜5a、5b直接引导至传感器隔膜11_1，可以实现测量计主体2的小型化。在谋求该测量计主体2的小型化的结构中，如图6所示，传感器芯片11被收纳于传感器室4a，通过将该传感器室4a的底面(壁面)与基座11_5接合进行固定。在该情况下，传感器隔膜11-1接受测量压PU P2，并对应于该测量压P1、P2的差压ΛΡ向低压侧弯曲。理想的是，该弯曲是朝向传感器芯片11的与传感器室4a的壁面4b接合的接合部的弯曲。在产生向反方向的弯曲的情况下，有时会将传感器芯片11从其与传感器室4a的壁面4b接合的接合部剥离。和从与传感器室4a的壁面4b接合的接合部外周形成的面积S与测量压Pl的积(S.Pl)对应的力为Fl,接合部被Fl推压。另一方面，和内含于与传感器室4a的壁面4b接合的接合部、且连接于测量压P2的未接合面积X与测量压P2的积(X.P2)对应的力为F2，接合部被力F2拉离。只要单独维持接合部的接合的力F3与Fl的合计不大于F2，接合就会本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种差压传感器，包括：传感器芯片，所述传感器芯片至少具有根据在一个面以及另一个面受到的压力差输出信号的传感器隔膜、第一保持构件和第二保持构件，所述第一保持构件的周边部与所述传感器隔膜的一个面面对面接合，并具有向该传感器隔膜的一个面引导第一流体压力的第一导压孔，所述第二保持构件的周边部与所述传感器隔膜的另一个面面对面接合，并具有向该传感器隔膜的另一个面引导第二流体压力的第二导压孔；和传感器外罩，所述传感器外罩具有：容纳所述传感器芯片的传感器室、将所述第一流体压力引导至所述传感器室的第一内壁面的第一导压通路以及将所述第二流体压力引导至所述传感器室的与所述第一内壁面相对的第二内壁面的第二导压通路，所述差压传感器的特征在于，包括：第一连接构件，所述第一连接构件与所述传感器芯片的一个面接合，具有连通于所述第一导压孔的第一连通孔；第二连接构件，所述第二连接构件与所述传感器芯片的另一个面接合，具有连通于所述第二导压孔的第二连通孔；第一导压管，所述第一导压管的一端插入固定于所述第一连接构件的第一连通孔中，另一端插入固定于所述传感器外罩的第一导压通路中；以及第二导压管，所述第二导压管的一端插入固定于所述第二连接构件的第二连通孔中，另一端插入固定于所述传感器外罩的第二导压通路中，将所述第一导压管的管路作为封入室的一部分，封入有将所述第一流体压力引导至所述传感器隔膜的一个面的第一压力传递介质，将所述第二导压管的管路作为封入室的一部分，封入有将所述第二流体压力引导至所述传感器隔膜的另一个面的第二压力传递介质。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田中达夫，石仓义之，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP