一种皮拉尼传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种皮拉尼传感器，包括：第一支撑杆、第二支撑杆、金属细丝、盖子、内衬、外腔体，外腔体的一端的内壁上开设有安装槽，内衬安装在安装槽内，外腔体和内衬通过盖子固定，第一支撑杆、第二支撑杆贯穿盖子和内衬，金属细丝安装在第一支撑杆和第二支撑杆之间。本实用新型专利技术设计了带有内衬的双层腔体结构，使用陶瓷内衬降低了由气体分子与内壁碰撞造成的热量损耗；通过内腔体和外腔体形成内外双层腔体结构，传感电阻丝完全被包裹于内腔体中，最大程度的避免了大量气体分子涌入对电阻丝造成的冲击；内腔体结构有助于抑制真空急速变化带来的腔体内壁温度波动，使得真空压力度数更加准确稳定，提高了响应速度，且无需考虑真空计的安装方向。计的安装方向。计的安装方向。

【技术实现步骤摘要】
一种皮拉尼传感器


[0001]本技术涉及真空测量
，特别涉及一种皮拉尼传感器。

技术介绍

[0002]皮拉尼真空计是目前工业中使用最为广泛的真空测量工具，尤其是在半导体制造行业和石油石化行业。皮拉尼真空计的工作原理为：真空度不同对应单位体积内的空气分子数就不同，那么对于正在发热的电阻丝带走热量的能力(散热能力)就不同，则电阻丝温度就不同，因为电阻丝的电阻率是温度的函数，所以不同的真空度引起了电阻率的不同，那么电阻就不同，电流在电阻丝上的压降就不同，根据电压的变化就能换算出空气压强，也就是测量真空度。
[0003]目前，皮拉尼真空计存在响应慢的问题，造成这个问题的原因是：当真空度急速变化时，大量空气分子涌入真空计腔体内，空气分子除了与电阻丝发生碰撞带走热量外，空气分子还会与真空计腔体内壁发生频繁的碰撞，交换带走更多热量，这使得电阻丝需要更大的功率来维持温度，这样就会造成测量的真空度比真实值偏高。等内部气体分子稳定后，测量真空度会缓缓趋近真实值。通常，测量真空度示数会在十几秒到几分钟内稳定，但在一些场景中，这样的反应速度难以满足使用要求。

技术实现思路

[0004]为了实现根据本技术的上述目的和其他优点，本技术的目的是提供一种皮拉尼传感器，包括：第一支撑杆、第二支撑杆、金属细丝、盖子、内衬、外腔体，所述外腔体的一端的内壁上开设有安装槽，所述内衬安装在所述安装槽内，所述外腔体和所述内衬通过所述盖子固定，所述第一支撑杆、所述第二支撑杆贯穿所述盖子和所述内衬，所述金属细丝安装在所述第一支撑杆和所述第二支撑杆之间。
[0005]进一步地，还包括内腔体，所述内腔体置于所述外腔体内，所述金属细丝、所述第一支撑杆的一端、所述第二支撑杆的一端位于所述内腔体内。
[0006]进一步地，还包括过滤网，所述过滤网安装在所述外腔体的另一端。
[0007]进一步地，所述第一支撑杆与所述金属细丝连接的端部和所述第二支撑杆与所述金属细丝连接的端部不在同一水平面。
[0008]进一步地，所述内腔体的两端的截面小于中间部位的截面。
[0009]进一步地，所述内腔体的两端及中间部位均为圆柱体，所述内腔体的两端的直径小于中间部位的直径，所述内腔体的两端的直径为13mm～15mm，所述内腔体的中间部位的直径为19mm～21mm。
[0010]进一步地，所述第一支撑杆的长度小于所述第二支撑杆的长度。
[0011]进一步地，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆均为由紫铜制成的支撑杆，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的直径均为0.5mm～1.5mm，所述第一支撑杆的长度为9mm～11mm，所述第二支撑杆的长度为19mm～21mm，所述第一支撑杆与所述第二支撑杆的间距为
9mm～11mm。
[0012]进一步地，所述内衬为带底圆柱形结构，所述内衬的底位于所述外腔体的一端部，所述内衬的内部空间与所述外腔体的内部空间连通。
[0013]进一步地，所述金属细丝为由铂依合金制成的金属细丝，所述金属细丝的直径为25μm～35μm，所述金属细丝的长度为15mm至17mm；所述盖子为不锈钢盖子；所述外腔体为不锈钢外腔体；所述内衬为陶瓷内衬，所述陶瓷内衬的厚度大于4mm；所述内腔体为不锈钢内腔体。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0015]本技术提供一种皮拉尼传感器，使用陶瓷内衬结构降低由气体分子与内壁碰撞造成的热量损耗；通过内腔体和外腔体形成内外双层腔体结构，传感电阻丝完全被包裹于内腔体中，最大程度的避免了大量气体分子涌入对电阻丝造成的冲击；内腔体结构不同于一般的圆柱体，其两端圆柱腔体直径小，中间圆柱腔体直径大，使得气体进入外腔体后，只有部分气流进入由内衬和内腔体形成的夹缝中，其中一部分气流打在内腔体外壁上，气体从夹缝流出后，进入相对较大的空间，对气流形成缓冲，此后气体由外腔体进入内腔体，而在内腔体中，由于内腔体特殊的结构，气体由截面较小的空间流动到截面较大的空间，气体进一步被缓冲，致使内腔体下段内壁温度波动缓慢。通过使用内腔体有助于抑制真空急速变化带来的腔体内壁温度波动，从而使得真空压力度数更加准确稳定，提高了响应速度，同时该设计无需考虑真空计的安装方向。
[0016]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0017]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1为一种皮拉尼传感器结构示意图。
[0019]图中：1、金属细丝；2、第一支撑杆；3、第二支撑杆；4、盖子；5、内衬；6、内腔体；7、外腔体；8、过滤网。
具体实施方式
[0020]下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0021]皮拉尼真空计主要工作在散热主要由气体传导散热决定的阶段，即符合下面的模型：
[0022]Q
S
≈Q1＝AαPΛ(T
‑
T0)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0023]其中，Q
S
为总的散热功率，Q1为气体传导散热功率，A为电阻丝表面积，α为适应系数，P为压力值，Λ为空气分子热传导系数，T和T0分别为电阻丝温度和真空计管壁温度。
[0024]为了抑制压力突变导致的管壁温度T0的波动，本技术设计了一种皮拉尼传感器，如图1所示，包括：第一支撑杆2、第二支撑杆3、金属细丝1、盖子4、内衬5、外腔体7，外腔体7为皮拉尼传感器的支撑主体，外腔体7的一端的内壁上开设有安装槽，内衬5安装在安装槽内，盖子4用于固定内衬5，外腔体7和内衬5通过盖子4固定，第一支撑杆2、第二支撑杆3贯穿盖子4和内衬5，金属细丝1作为皮拉尼传感电阻丝，金属细丝1安装在第一支撑杆2和第二支撑杆3之间。在皮拉尼传感器内增加内衬5，降低了由气体分子与内壁碰撞造成的热量损耗，抑制了真空环境急速变化带来的影响。
[0025]在一实施例中，内衬5为带底圆柱形结构，内衬5的底位于外腔体7的一端部，内衬5的内部空间与外腔体7的内部空间连通。优选地，内衬5为陶瓷内衬，由于氧化锆强度大，抗振动抗腐蚀能力强，陶瓷内衬使用氧化锆材料制成，为了维持其强度和隔热能力，陶瓷内衬的厚度应大于4mm。内衬5选用陶瓷材料，是因为陶瓷材料具有绝缘隔热的特性，氧化锆的热导率为1W
·
m
‑1·
K
‑1，而304不锈钢的热导率为16.2W
·
m
‑1·
K
‑1，可见本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种皮拉尼传感器，其特征在于，包括：第一支撑杆、第二支撑杆、金属细丝、盖子、内衬、外腔体，所述外腔体的一端的内壁上开设有安装槽，所述内衬安装在所述安装槽内，所述外腔体和所述内衬通过所述盖子固定，所述第一支撑杆、所述第二支撑杆贯穿所述盖子和所述内衬，所述金属细丝安装在所述第一支撑杆和所述第二支撑杆之间。2.根据权利要求1所述的一种皮拉尼传感器，其特征在于：还包括内腔体，所述内腔体置于所述外腔体内，所述金属细丝、所述第一支撑杆的一端、所述第二支撑杆的一端位于所述内腔体内。3.根据权利要求1所述的一种皮拉尼传感器，其特征在于：还包括过滤网，所述过滤网安装在所述外腔体的另一端。4.根据权利要求1所述的一种皮拉尼传感器，其特征在于：所述第一支撑杆与所述金属细丝连接的端部和所述第二支撑杆与所述金属细丝连接的端部不在同一水平面。5.根据权利要求2所述的一种皮拉尼传感器，其特征在于：所述内腔体的两端的截面小于中间部位的截面。6.根据权利要求5所述的一种皮拉尼传感器，其特征在于：所述内腔体的两端及中间部位均为圆柱体，所述内腔体的两端的直径小于中间部位的直径，所述内腔体的两端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮，王晶，李振，刘广才，冯新用，郭宇，曹祥宽，卢会峰，凌星，程文播，
申请(专利权)人：天津国科医工科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：