[发明专利]一种高温环境用称重传感器的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种称重传感器的制造方法，特别是一种高温环境用称重传感器的制造方法。

背景技术

目前，普通的称重传感器的制作方法通常包括毛坯锻造、机械加工、热处理、表面处理、电阻应变计粘贴、加压固化等步骤，但是由此制造的称重传感器并不适合在高温环境下的长期使用，因为普通的称重传感器的工作原理是由外力作用导致弹性体微应变，继而使桥路电阻发生变化，从而导致电压输出变化，其中，弹性体及应变计仅仅是一个力敏载体，而对于高温环境用称重传感器，不但外力会导致电压输出的变化，当周围温度升高时，由于弹性体的热膨胀，会使应变计发生微应变，从而造成桥路电阻的变化，最终也会使得电压输出产生变化，因此，对于高温环境用称重传感器，弹性体及应变计不但是一个力敏载体，同时也是热敏元件。而且，当环境温度升高时，各种材料由于热胀冷缩不同，在电阻应变计上引起的附加应变而产生的零点温度飘移会更加明显的表现出来。另外，在高温环境下，弹性体、应变计、胶粘剂等材料的弹性模量也会发生变化，从而使应变计的灵敏系数发生变化，这些因素会影响称重传感器在高温环境下的稳定性及精确性。现有的制造方法不能解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供能在高温环境下稳定、长期使用的称重传感器的一种制造方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种高温环境用称重传感器的制造方法，包括弹性体加工工艺，应变电桥加工工艺，表面防护层处理工艺，弹性体加工工艺依次包括以下步骤：下料坯锻，机械加工，热处理，表面处理，应变电桥加工工艺依次包括以下步骤：高温锡焊，贴片组桥，高温固化，高温补偿调试，高温胶封装。弹性体采用低热敏系数的铬钢为原料，如40CrNiMoA和1Cr18Ni9Ti。表面处理步骤包括喷砂，精磨，表面清洗。

高温补偿调试步骤为：首先将传感器与烘箱的插头对接，接通10±0.01V供桥电压，测量并记录传感器在室温状态的零点输出电压；然后将高温传感器加热到180℃，保温3小时，测量并记录其高温状态的零点输出电压；计算高温状态的零点输出电压与室温状态的零点输出电压的差值，当高温状态的零点输出电压和室温状态的零点输出电压差值大于40μV时，则对其进行零点温度补偿。

高温补偿采用横截面积为0.1平方毫米的锰铜丝作为补偿材料，桥臂阻值为350Ω的传感器，每厘米锰铜丝能补偿40μV；桥臂阻值为700Ω或610Ω的传感器，每厘米锰铜丝可补偿20μV；进行温度补偿时，首先应当计算出锰铜丝的长度，取准确长度的锰铜丝，用电烙铁烫除锰铜丝两端的漆包层，并涂上高温焊锡，如长度大于1.5厘米则将其卷成螺旋状，再根据组桥线路图的指示，将锰铜丝用焊锡焊接方式串入相应的位置，然后再次测量计算高、常温的零点输出差值；如果仍不符合要求，则去除上一次所串入的锰铜丝，并重新进行上述所有步骤。

贴片步骤为：在弹性体待贴部位涂一层胶粘剂，自然干燥20分钟至30分钟后，再涂一层底胶，干燥后放入烘箱，由室温升温至60℃至80℃后，保温1小时，再升温至140℃至160℃保温1小时，冷却到70℃备用；在70℃时取出备用弹性体，在弹性体待贴部位再涂上一层胶，晾20分钟至30分钟，然后将应变计涂有底胶的待贴面对准弹性体的待贴位置贴上，盖上薄膜，沿应变计轴向挤出气泡和多余的胶液。

胶粘剂为高温应变胶，应变计为具有温度自补偿功能的玻璃纤维网格加固式卡玛应变计。

高温固化步骤为：在所述应变计上盖上硅橡胶板和金属压板，加压0.05Mpa至0.1Mpa并保持恒定，放入烘箱固化，然后由室温升温至100℃至120℃，保温2小时，再升温至180℃保温3小时，随烘箱冷却至室温后卸压，再升温至180℃保温2小时。

焊锡焊接方式均为高温焊锡焊接，电烙铁焊接温度调至350℃。

与现有技术相比，本发明制作工艺简单实用，通过对原材料的选择，通过贴片组桥，高温固化，高温补偿调试等一系列工艺，有效解决了零点温度飘移，应变计的灵敏系数发生变化及温度升高引起的电压输出变化等问题。使用本方法制造的称重传感器能在250℃条件下长期工作而性能不变，能用于冶金企业的炼钢钢水包计量、铁水包计量、钢水包行车计量、热送焦炭计量、热送烧结矿计量、红送钢坯计量、线材轧制在线计量等环境。

附图说明

图1是本发明实施例工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示的实施例是本发明实施例工艺流程示意图。