一种具有隔热导压功能的压力传感器及测试方法技术

本发明专利技术公开了一种具有隔热导压功能的压力传感器及测试方法，属于压力传感器领域。本发明专利技术用低热导率的玻璃隔离金属直接连接，立柱两端均以玻璃连接，实现两级隔离，使降温梯度显著；三个立柱中，两个为实心结构，另一个立柱为毛细管，内部有中空管道结构，充灌硅油来传导压力，该毛细管与环境完全接触，为向环境进行散热的主体。而热源介质端焊有一个上盖，与波纹膜片，毛细管、下盖、传感器共同构成一个封闭的空腔，灌充硅油传递压力，该设计保证了本发明专利技术导压隔热部件的内部，自有纯净的导压硅油不受污染。波纹膜片前置后，拒绝了被测介质进入散热部件，消除了堵塞风险，提升了传感器的可靠性。可靠性。可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有隔热导压功能的压力传感器及测试方法


[0001]本专利技术属于压力传感器领域，尤其是一种具有隔热导压功能的压力传感器及测试方法。

技术介绍

[0002]扩散硅压力传感器基于其MEMS压敏芯片固有特性限制，一般适用的介质温度范围在
‑
40℃～125℃，对于高温(小于300℃的)流体介质的压力测量，最为常用方法是在压力接口前端增加散热装置。如图1所示，圆形的不锈钢散热片层叠，中轴内有细长孔，导入压力介质(热水或热油等)，在热源的远端焊接常规压力传感器，由于盲管内的介质不流动，不会通过对流方式导热，散热片可以将测量介质的高温向周围环境辐射，通过导流散热部件对远端压力传感器实现降温保护。
[0003]而该散热部件存在以下缺陷：散热效能低，单位长度降温能力差；散热片式结构，散热效果取决于散热片数量和环境温度，介质高于150℃时散热片数量需要增加，使得散热器长度变得更长以至于可安装性降低。对于200℃以上的应用，这种结构在实践上基本不可行。另一方面，结构上没有做到与热源的隔离，该散热片与前端的压力接口为同样的不锈钢材质，经过外壁圆周焊接实现物理连接。这种连接方式使得散热片与热源直接相连，热源的热量会源源不断向传感器一端传导，同时介质在中轴内的细长孔内传递压力，基于结构强度的考量，中轴直径会比较大，同样增加了传导面积。还有，被测介质(热水或油)结垢易堵塞导压细长孔；该散热部件的中轴内有一细长的导压孔，被测介质需要流经压力接口的通孔，再经过导压孔，由外部的圆形散热片向环境散热，最后到达热源远端压力传感器的感压波纹膜片。高温介质经常会有结垢情况，或者对于粘稠介质有沉淀物时，都可能堵塞细孔致使测量失效。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种具有隔热导压功能的压力传感器及测试方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]一种具有隔热导压功能的压力传感器，包括传感器基座和波纹膜片；
[0007]传感器基座的一端设有下盖，下盖的另一侧设有下板，传感器基座与下盖之间及下盖与下板之间均留有空腔；
[0008]波纹膜片通过矩形压圈压在上盖内，上盖的另一侧设有上板，波纹膜片与上盖之间及上盖与上板之间均留有空腔；
[0009]上盖与下盖上均开设有导压孔；
[0010]上板与下板之间设有三个立柱，其中一个立柱内为中空的毛细管，三个立柱的两端均通过绝缘子固定在上板和下板上；
[0011]所述空腔及毛细管内均充满硅油。
[0012]进一步的，传感器基座内中心粘贴有感压芯片；
[0013]传感器基座上还设有细针引线，细针引线与传感器基座接触处烧结有玻璃绝缘子进行固定和绝缘，位于传感器基座内的细针引线与感压芯片表面的焊盘连接导通；
[0014]传感器基座上开设有注油孔，注油孔开口处设有钢珠。
[0015]进一步的，传感器基座上还设有背压孔。
[0016]进一步的，注油孔与钢珠利用电阻焊将两者焊接密封。
[0017]进一步的，上盖与矩形压圈通过焊接连为一体；
[0018]下板与下盖通过焊接连为一体；
[0019]上盖与上板通过焊接连为一体；
[0020]下盖与传感器基座通过焊接连为一体。
[0021]进一步的，上盖上设有焊沿，所述焊沿用于焊接压力接头。
[0022]进一步的，所述绝缘子为玻璃环，所述玻璃环套设在立柱和毛细管的两侧末端。
[0023]一种压力测试方法，包括以下操作：
[0024]将本专利技术所述的具有隔热导压功能的压力传感器安装于管道外接的压力表缓冲管末端，蒸气经缓冲管后进入所述压力传感器中；
[0025]波纹膜片将蒸气与毛细管内的硅油进行物理隔离，将压力传递给硅油，进而沿毛细管传递到感压芯片。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本专利技术的具有隔热导压功能的压力传感器，用低热导率的玻璃隔离金属直接连接，物理上隔断了金属之间的热传导，立柱两端均以玻璃连接，实现两级隔离，使降温梯度显著；三个立柱中，两个为实心结构，另一个立柱为毛细管，内部有中空管道结构，充灌硅油来传导压力，该毛细管与环境完全接触，为向环境进行散热的主体。而热源介质端焊有一个上盖，与波纹膜片，毛细管、下盖、传感器共同构成一个封闭的空腔，灌充硅油传递压力，该设计保证了本专利技术导压隔热部件的内部，自有纯净的导压硅油不受污染。波纹膜片前置后，拒绝了被测介质进入散热部件，消除了堵塞风险，提升了传感器的可靠性。
[0028]进一步的，上盖在膜片外，上面的焊沿，用于焊接不同的压力接头来切换不同的连接螺纹，提供了更多的灵活度。
[0029]进一步的，下盖与传感器焊接，可与各种量程的压力传感器适配，提供了丰富的量程选择。
[0030]本专利技术的具有隔热导压功能的压力传感器的压力测试方法，温度只能通过热辐射向远端的压力传感器传递，效率极低，故传感器外壳将保持在安全温度内。硅油在向传感器芯片的传导中，经过折弯的毛细管油量极少，通行路径长，毛细管处于32℃的环境温度下，可以保证硅油接触芯片时温度处于较低的状态。在测试过程中，从管道到传感器感压芯片是个单端开口的盲管，无论是蒸气还是硅油都不存在流动，所以不存在热对流。管道热源在传向远端的过程中，利用这些措施使其失热，最终能保持一个相对稳定的温度梯度，远端温度不损坏传感器。
附图说明
[0031]图1为压力接口前端增加散热装置的结构示意图；
[0032]图2为本专利技术的结构示意图，其中，图2(a)为三维图，图2(b)为侧视图；
[0033]图3为本专利技术的三个视图，其中，图3(a)为左视图，图3(b)为主视图，图3(c)为右视图；
[0034]图4为本专利技术的剖视图；
[0035]其中：1
‑
立柱；2
‑
毛细管；3
‑
上板；4
‑
下板；5
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第一绝缘子；6
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矩形压圈；7
‑
波纹膜片；8
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第二绝缘子；9
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上盖；10
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下盖；11
‑
感压芯片；12
‑
细针引线；13
‑
注油孔；14
‑
钢珠；15
‑
传感器基座；16
‑
背压孔；17
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导压孔；18
‑
第一焊道；19
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第二焊道；20
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第三焊道；21
‑
第四焊道。
具体实施方式
[0036]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有隔热导压功能的压力传感器，其特征在于，包括传感器基座(15)和波纹膜片(7)；传感器基座(15)的一端设有下盖(10)，下盖(10)的另一侧设有下板(4)，传感器基座(15)与下盖(10)之间及下盖(10)与下板(4)之间均留有空腔；波纹膜片(7)通过矩形压圈(6)压在上盖(9)内，上盖(9)的另一侧设有上板(3)，波纹膜片(7)与上盖(9)之间及上盖(9)与上板(3)之间均留有空腔；上盖(9)与下盖(10)上均开设有导压孔(17)；上板(3)与下板(4)之间设有三个立柱(1)，其中一个立柱内为中空的毛细管(2)，三个立柱(1)的两端均通过绝缘子(5)固定在上板(3)和下板(4)上；所述空腔及毛细管(2)内均充满硅油。2.根据权利要求1所述的具有隔热导压功能的压力传感器，其特征在于，传感器基座(15)内中心粘贴有感压芯片(11)；传感器基座(15)上还设有细针引线(12)，细针引线(12)与传感器基座(15)接触处烧结有玻璃绝缘子进行固定和绝缘，位于传感器基座(15)内的细针引线(12)与感压芯片(11)表面的焊盘连接导通；传感器基座(15)上开设有注油孔(13)，注油孔(13)开口处设有钢珠(14)。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，赵富荣，
申请(专利权)人：麦克传感器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：