电容式差压检测器制造技术

电容式差压检测器，其固定电极的绝缘板（１）上覆盖有导电金膜（２）包括：中心孔（１ａ）的整个内部区域（２ａ），将与导电板（１２）相对的绝缘板平面上的中心孔（１ａ）围绕起来的正方形环形区域（２ｂ），以及自环形区域沿离心方向延伸至外边缘的带状区域（２ｃ）。导电膜（２）在整个内部区域（２ａ）的端部和导电极之间及在带状区域（２ｃ）的端部和铝膜之间是电导通的。减小了环形区域（２ｂ）和带状区域（２ｃ）的总面积，从而改善了静态压力范围特性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电容式差压检测器，其中，形状和大小完全相同的固定电极彼此相对安装在隔板的两侧。当存在差压时，隔板产生变形。从而根据隔板和每个电极之间的电容测出差压。更为具体地说，本专利技术涉及这样的电容式差压检测器，它可以改善静态压力范围特性。下面参照图5和6对一个实例进行解释。图5为一差压检测器的剖视图，图6为装有该检测器的一差压检测装置的剖视图。在图5中，检测器50的形状和大小完全相同的两固定电极15分别安装在隔板10的左右两侧。固定电极15为三层式组合体，它包括一圆盘形导电板12，它和隔板10面对；一正方形中央绝缘板13以及同样形状的导电板14。这几块板依次叠置并粘贴在一起。上述三层式组合体由一中心孔25贯通以将压力引入。中心孔的内表面由导电膜27覆盖。导电板12和导电板14通过该导电膜27彼此连通。两固定电极15的两导体板和隔板10隔开间隙29并相对置放从而和隔板10结合，而且电极15通过环形支承体21由玻璃体结合部11互相绝缘地结合到隔板10上，支承体可由导电材料制成，也可由绝缘材料制成。环形支承体21位于隔板10的边缘部的两侧，且和导电板12的外边缘沿径向方向由环形槽23隔开。在本例中，隔板10、导电板12、14和支承体21均由硅制成，而绝缘板13由陶瓷制成。压力P1和P2由左、右固定电极15的压力引入中心孔25引入，当差压(＝P1-P2)存在时，隔板10发生变形(即隔板的中央部发生挠曲)。由隔板10与左电极15形成的电容器的电容C1和由隔板10与右电极15形成的电容器的电容C2，分别由引脚C、A和引脚C、B取出。顺便提一下，数字31，32和33代表蒸气沉积铝薄膜(用作引出电容的端子)。既然总电容C1和C2随差压(＝P1-P2)的变化而变化，利用熟知的电路就可获得和差压成比例的输出量F，这里F＝(C1-C2)/(C1+C2)。由图6可看出，检测器50装入一容器内构成一差压检测装置，该容器由装有密封隔膜59的一端封闭的圆筒51、一连接板55和装有密封隔膜58的盖子构成。圆筒51的右端面有一密封隔膜59，它和圆筒构成了一压力室62，压力室62通过中心孔60和位于圆筒51内的内腔52连通。检测器50装于内腔52内部。用密封端子63使检测器50的引脚A、B、C绝缘，且引脚外伸穿过圆筒51的外壁。在检测器50的左侧(图5中导电板14的左侧面)，经过一绝缘体(正方形板件)装有一金属管54，该金属管54的左端边缘焊接于连接板55上。将连接板55插入圆筒51左侧部的端面安装槽内面对小孔并焊住以便将圆筒开口封住。盖子56上具有一中心孔57，它和受压室61连通，受压室是位于左端面的所述密封隔膜58所形成的空间。在位于密封隔膜58和59之间的全部空间内，诸如受压室61，62和内腔52等，均充有硅油，它为不可压缩流体。作用在密封隔膜58上的压力P1由硅油传递至检测器50的隔板的左侧，作用在密封隔膜59上的压力P2传递至隔板的右侧，见图5。在这一已有技术的实例中，不足之处是静态压力偏差特性较差。一般地，若将静态压力作为一特征参数，当差压在0-100％的范围内变化时，检测器的输出特性曲线应大致为一过原点的直线。相对于零静态压力下的基准输出特性曲线，在某一静态压力下的输出特性曲线会向上或向下略微摆动或偏离，形成一倾斜角，这种摆动(或偏离)的程度称为“静态压力范围特性”(static pressure span characteristic)。这种可以认为是由静态压力造成的范围误差的静态压力范围特性是由下面的事实导致的，即由于静态压力的变化，检测器内的漂移电容，检测器和容纳该检测器的容器之间的漂移电容，以及硅油的相对介电常数都发生变化。设定静态压力范围特性为ε，它可由方程式(1)表示。现在请参看图5，其中等效示出了区域A和B，即用C0表示零静态压力时隔板10和左/右导电板12的间的电容，用CS1表示导电板12和支承体21间的电容。图6中等效示出了区域C，即用CS2表示右固定电极的导电板14和圆筒51的底部之间的共有电容，或表示左固定电极的导电板14和连接板右侧之间共有电容。等式(1)中使用了上述参数。另外，以零静态压力作为基准值，用β表示在静态压力P下硅油的相对介电常数的变化值。应当注意，P的单位是100bar，电容的单位是PF。方程式(1)ε＝-P……(1)设P＝100bar β＝0.013C0＝50PFCS1＝2PF CS2＝1.7PF则ε＝-1.3×10-2/50(1+1.3·1·10-4)]·1＝-0.096(％)由等式(1)可知，采用下面的措施(1)-(3)可以改善即减小静态压力范围特性ε(1)减小CS1+CS2(2)充填较小β值的液体(3)增加C0。但是，在措施(1)中，为减小CS1，必须减小导电板12的直径，这同时降低了C0值，因而措施(1)和(3)相矛盾，而且，从信噪比的角度看，这样也不利。从实用性和成本角度考虑，用其它充填液来替代硅油也是不实际的。通过增加导电板12的面积或减小隔板10和导电板12间的间隙，可使措施(3)得以实现，但由于检测器的尺寸限制，这实际上是做不到的。剩下的措施是减小CS2。本专利技术的目的是解决现有技术的实例中所遇到的上述问题，从而提供一种静态压力范围特性有所改善的电容式差压检测器。按照本专利技术的一个优选实施例，一种电容式差压检测器中，形状和大小完全相同的固定电极彼此相对安装在隔板两侧，有差压存在时，隔板发生变形，从而根据隔板和每个电极之间的电容测出差压，其特征在于一组合体，其中每一固定电极包括一具有引入压力的中心孔的绝缘板；位于隔板侧部的绝缘板的表面中央区域的并有引入压力的中心孔的导电板；位于隔板侧部的绝缘板表面边缘的环形支承体，它和导电板隔开并将导电板环绕起来；整体沉积在绝缘板表面上的导电膜，用于覆盖中心孔的整个内部区域；远离导电板的表面上的中心孔周围的环形区域以及沿离心方向自环形区域一直延伸到绝缘板外边缘的带状区域。导电膜在绝缘板整个内部区域部分的端部和导电板导通，在带状区域的端部和用于引出电容的端子导通。所述固定电极和隔板的周边绝缘结合，其两导电板通过环形支承体于隔板的中央区域两侧并互相邻近。在本专利技术的第二实施例中的电容式差压检测器中，形状和大小完全相同的两固定电极相对安装在隔板的两侧，当存在差压时，隔板产生变形，从而根据隔板和每一电极之间的电容测出差压，其特征在于一组合体，其中在隔板的表面上，除去边缘部分外，在其中央形成一圆形平槽，每一所述固定电极包括一具有引入压力的中心孔的绝缘板；一导电极，其位于隔板一侧的绝缘板平面的中央区域，且有引入压力的中心孔；一环形支承体，其位于隔板一侧的绝缘板平面的边缘部，和导电板隔开并将其围绕起来；一整体地沉积在绝缘板的表面上的导电膜，用以覆盖隔板一侧的中央区域；中心孔的整个内部区域，将远离导电板的表面上的中心孔周围的环形区域，以及沿离心方向自环形区域一直延伸到绝缘板外边缘的带状区域。导电膜在绝缘板的整个内部区域的端部和导电板导通，在带状区域的端部和用于引出电容的端子导通，所述固定电极和隔板的端面绝缘结合，隔板一侧的导电区域基本上和隔板的平槽底部正对邻近。本专利技术最好有下面的结构特征(1)在和隔板5相对的绝缘板表面的外边棱处和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种根据隔板和各固定电极间的电容测量差压的电容式差压检测器，每个固定电极的形状和尺寸完全相同，固定电极通过间隔物以绝缘方式固定在所述隔板的两侧，有差压存在时，隔板产生变形，其特征在于：每一所述固定电极包括： 一绝缘板，其具有一第一压力引入中心孔且固定在相应的其中一个所述间隔物上，从而使所述绝缘板和所述隔板相对于所述间隔物相对置放； 一导电板，其固定在所述绝缘板上，所述导电板和所述隔板面对，并由所述相应的间隔物与其隔开一间隙包绕，所述导电板上具有一第二压力引入中心孔； 导电膜，它整体沉积在所述绝缘板上，所述导电膜包括：覆盖所述第一压力引入中心孔的整个内部周向表面且在所述第一压力引入孔的一个端部和所述导电板电连接的一个第一部分；将所述第一压力引入孔的另一端包绕起来的且形成于所述绝缘板的远离导电板的表面上的一个第二部分；自所述第二部分一直延伸至所述绝缘板的外边缘处的一个第三部分，在此外边缘处，所述第三部分和用于引出电容的端子电连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：相马伸一，中村公弘，汤原忠德，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]