[实用新型]带有过渡焊接环的电容压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电容压力传感器，特别是一种靠过渡焊接环，将匹配封接的定电极与比定电极匹配外壳膨胀系数大的动电极焊接成一体，实现了动电极及其与被测介质接触的部分全部都是恒弹性耐腐蚀合金构成的带有过渡焊接环的电容压力传感器。它可以广泛应用于微电子、铀浓缩等需高可靠性、小微量程的高精度测量。

背景技术

在现有测量小微压力的繁多传感器中，电容压力传感器呈现优势。最具代表性的是美国MKS公司生产的6系列电容压力传感器。以626型电容压力传感器为例。它的结构如图3、图4所示。626型电容压力传感器的原理基于平行板电容器。它的动电极1，是用恒弹性耐腐蚀镍基合金(Inconel X-750)薄膜制作，其带有引压口的焊座21、外壳柱状体11、全用与动电极1相同材料制作。这样组成的结构，即与被测介质接触部分全是恒弹性耐腐蚀的材料。但是，这种镍基合金的膨胀系数太大，找不到能与之匹配封接的绝缘材料做定电极绝缘体。定电极陶瓷绝缘体10用Al₂O₃陶瓷制作，与外壳柱状体11之间预留有间隙，采用装配式结构。定电极陶瓷绝缘体10靠楔尾固定环12、压簧13、外壳盖18共同固定于外壳柱状体11中。这种结构存在的问题是：1、定电极陶瓷绝缘体10的陶瓷体含有大量气体，有大的表面积的气体附着面；楔尾固定环12，封闭有集气腔；压簧13与楔尾固定环12之间也有压封的集气层。这些，在有振动、温度变化、电容的充放电过程，随时间推移，要有气体释放，使电容压力参考室的真空度不断变坏。2、626型电容压力传感器的外壳盖18上焊有引线绝缘子、封有吸气剂14。引线绝缘子是由绝缘子外壳17，靠熔融的含钴玻璃16压封外引出电极15。这样的封装结构，微漏是存在的。同时还有：由于绝缘子外壳17的膨胀系数远大于含钴玻璃16的膨胀系数，外引出电极15的膨胀系数最小，它们之间不是匹配的。含钴玻璃16在绝缘子外壳17内不能满管，一旦满管或溢出，就会出现“势如破竹”的破裂，存在着长期缓慢泄漏和突发损坏的可能。3、626型电容压力传感器存在着外引出电极15、内电极20，两电极之间靠细长的引线19连接。引线19的绝缘层又不能厚，存在着分布电容。这个电容距外壳距离是变化的，特别是在有振动时尤为严重。还有外引出电极15与绝缘子外壳17之间的绝缘体为含钴玻璃16，距离小，又比较长，亦产生寄生电容。以上问题的存在，特别是气体的渗漏与释放，MKS公司在其626型等传感器上使用了吸气剂，同时又在其电容压力传感器的补偿、放大电路板上设置了调零点电位器和调量程满度值电位器。要求：在每次使用前，在高真空下调零点，以626型为例，量程为绝对压力13.332Pa的电容压力传感器要在10^-5Pa高真空下调零点。这不仅麻烦，而是有的用户根本无条件做到。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带有过渡焊接环的电容压力传感器，解决了现有电容压力传感器的不匹配材料之间焊接容易产生热应力与膨胀应力，存在着长期缓慢泄漏和突发损坏的可能等问题，其结构设计合理，使用安全可靠，有效地缓冲不匹配材料之间焊接产生的热应力与膨胀应力，减少了材料在焊接过程中产生不应有的变化，成品率高，降低了制造成本，提高测量精度和稳定性。

本实用新型所采用的技术方案是：该带有过渡焊接环的电容压力传感器包括匹配壳体，与匹配壳体组装在一起的定电极、管状引出电极、动电极和引压口，其技术要点是：所述定电极采用匹配封装结构，即用蓝宝石做的定电极绝缘体，与匹配外壳、管状引出电极的材料膨胀系数高度匹配，在匹配外壳与带环口引压口焊座之间设置有过渡焊接环，动电极与过渡焊接环及带环口引压口焊座采用比匹配封装结构定电极的材料膨胀系数大的相同材料焊接在一起，利用过渡焊接环将相互不匹配材料制作的定电极与动电极两部分焊接在一起。

所述动电极与过渡焊接环及带环口引压口焊座采用恒弹性耐腐蚀镍基合金制作。

过渡焊接环上设有刃口焊口和内环口。

匹配封接结构的所述定电极的匹配外壳上设有刃口焊口和内环口。