[实用新型]动电极板镀金的电容压力传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电容压力传感器，特别是一种动电极板镀金的电容压力传感器，主要用于测量小微压力。

背景技术

在压力测量中，特别是小微压力，电容压力传感器呈优势。目前有代表性的是美国MKS公司的6系列电容压力传感器。以626型电容压力传感器为例，量程为绝对压力0.1Torr至1000Torr，与被测介质接触部分全部用恒弹性耐腐蚀的镍基合金（Inconel X-750）制作。如图3、图4所示。12是动电极，恒弹性耐腐蚀镍基合金制作；13定电极绝缘体，Al₂O₃陶瓷制作；14内电极；15导电膜；16绝缘厚膜；17外壳柱状体；18楔尾固定环；19压簧；上述17、18、19都是Inconel X-750制作。20吸气剂；21外引出电极；22含钴玻璃；23绝缘子外壳；24外壳盖（Inconel x-750）；25内引线；26带引压口的焊座（Inconel X-750）。

由于626型电容压力传感器的动电极为20μm左右的薄膜制作，尽管金属的扩散系数很小，但是太薄，年漏率还是在20%以上。再则，Inconel X-750合金的膨胀系数太大，找不到与之匹配的固体绝缘材料，实现匹配封接。故定电极采用装配式。这样，就出现了以下问题：1、吸附表面太大；2、内部结构复杂、存在着气隙与集气腔；3、可能的不确定边缘效应；4、内电极与外引出电极之间有细导线，存在着空间分布不确定电容；5、外引出电极存在寄生电容；6、陶瓷绝缘体不仅吸附表面远大于几何表面，并且体内也含有大量气体。因此，尽管在制作时，动电极与外引出电极之间可以抽到很高真空度，也设置了吸气剂，但是，气体的脱附、扩散性渗漏，造成了真空度逐渐变坏，即气压升高；由于空间分布、寄生电容、边缘效应的存在，可以影响到传感器的输出。MKS公司就在传感器的电路上设置了零点电位器与满量程电位器。因此，每次使用要在10^-5Pa的高真空调零点，必要时可能也要调满度。麻烦不说，有的用户没有这样的条件。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种动电极板镀金的电容压力传感器，解决了现有电容式压力传感器存在的寄生电容、边缘效应影响传感器的输出，动电极扩散性渗漏，使用麻烦等问题，其结构设计合理，制备工艺简单，显著降低了制造成本，进一步提高了耐腐蚀性，受温度影响小，稳定性好。

本实用新型所采用的技术方案是：该动电极板镀金的电容压力传感器包括匹配外壳，与匹配外壳组装在一起的定电极、管状引出电极、动电极及引压口，其特征在于：所述动电极利用内过渡焊接环、外过渡焊接环夹持压紧焊接固定，在动电极和内、外过渡焊接环表面设置镀金层和高真空下金的热扩散层，定电极由钎焊层密封在一起的蓝宝石绝缘体、匹配外壳、管状引出电极组成，匹配外壳与内过渡焊接环通过刃口形焊口焊接固定在一起，外过渡焊接环上的镀金层和金的热扩散层与耐腐蚀材料制作的引压口利用氟胶环9密封后，通过刃口形焊口焊接固定在一起。

所述匹配外壳与内过渡焊接环上都设置有刃口形焊口和内环口。

所述外过渡焊接环上的镀金层和金的热扩散层与引压口采用螺纹连接或直接焊接固定。

表面设置镀金层和高真空下金的热扩散层的所述动电极和内、外过渡焊接环是采用以下工艺步骤制作的：首先选用“径向碾轧”的恒弹性薄膜，用轴向可拆解的卡具胀紧，卡具中心的直径大于内、外过渡焊接环的外径，用内、外过渡焊接环夹持压紧焊接固定动电极，拆去卡具车削薄膜大于内、外过渡焊接环外径部分，关闭车床所在的集气罩，抽去罩内空气，向罩内充满惰性气体，将动电极与内、外过渡环焊接成组件，对组件进行严格清洗、烘干后，电镀镀金，金层厚保持在0.1μm，再在高真空、700℃以下加热不小于30分钟，进行金的热扩散。