[发明专利]一种陶瓷电容压力传感器

说明书

技术领域

本发明涉及检测装置领域，特别是涉及一种陶瓷电容压力传感器。

背景技术

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。压力传感器是使用最为广泛的一种传感器，传统的压力传感器以机械结构型的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，但这种结构尺寸大、质量重，不能提供电学输出。随着半导体技术的发展，半导体压力传感器也应运而生，其特点是体积小、质量轻、准确度高、温度特性好，特别是随着MEMS技术的发展，半导体传感器向着微型化发展，而且其功耗小、可靠性高。目前，使用最为广泛的压力测量技术有电容式、压阻式和硅谐振等三种。

电容式压力传感器是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力传感器，特点是，低的输入力和侏儒能量，高动态响应，小的自然效应，环境适应性好。电容式压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器包括陶瓷电容压力传感器，相较于金属电容是传感器，陶瓷电容压力传感器可以直接应用于卫生型行业，以及腐蚀性介质的测量，性价比高，可应用于液体、气体或各种流体的压力测量。但是，陶瓷电容压力传感器极易因过载而造成损坏，寿命较短，增加了生产成本。

因此，如何改变现有技术中，陶瓷电容压力传感器易因过载而损坏的现状，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种陶瓷电容压力传感器，以解决上述现有技术存在的问题，使陶瓷电容压力传感器在过载时能够得到有效保护。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种陶瓷电容压力传感器，包括基座、接线柱、固定电极、敏感膜片和可变电极，所述接线柱设置于所述基座上，所述基座的一端具有球面凹槽，所述固定电极设置于所述球面凹槽上，所述固定电极与所述接线柱相连接，所述固定电极上设置有玻璃绝缘层，所述敏感膜片与所述基座相连，所述可变电极设置于所述敏感膜片上并靠近所述基座一侧，所述固定电极与所述可变电极之间形成电容容室。

优选地，所述固定电极包括第一固定电极和第二固定电极，所述第一固定电极为球面形，所述第二固定电极为圆环形，所述第一固定电极与所述第二固定电极同心设置。

优选地，陶瓷电容压力传感器还包括屏蔽环，所述屏蔽环设置于所述敏感膜片上，所述屏蔽环环绕所述可变电极设置。

优选地，所述接线柱的数量为四个，四个所述接线柱呈圆周状均布，四个所述接线柱分别与所述第一固定电极、所述第二固定电极、所述可变电极和所述屏蔽环相连接。

优选地，所述基座上开设通气孔，所述通气孔与所述电容容室相连通。

优选地，所述球面凹槽上设置第一定位孔，所述敏感膜片在与所述第一定位孔相匹配的位置设置第二定位孔。

优选地，所述基座为圆柱形基座，所述球面凹槽设置于所述基座的一个底面上，所述基座由AL₂O₃材质制成。

优选地，所述固定电极、所述可变电极和所述屏蔽环由金、银、铜或铂材质制成，所述敏感膜片为圆盘形，所述敏感膜片由陶瓷材质的薄板制成。

优选地，陶瓷电容压力传感器还包括敏感膜片测量端屏蔽层，所述敏感膜片测量端屏蔽层设置于所述敏感膜片上，所述敏感膜片测量端屏蔽层和所述可变电极分别设置于所述敏感膜片的两侧。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的陶瓷电容压力传感器，包括固定电极和可变电极，固定电极和可变电极之间形成可变的电容容室，敏感膜片感受压力变化而产生相应的形变位移，可变电极随着敏感膜片的位移而产生变化，进而电容容室的电容量发生改变，通过电容量的改变测得压力大小。本发明的陶瓷电容压力传感器在固定电极上设置玻璃绝缘层，当测试压力超过设计测量值时，敏感膜片上的可变电极和玻璃绝缘层紧贴在一起，防止固定电极和可变电极短路，起到限位保护作用，防止传感器因过载造成损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明陶瓷电容压力传感器的整体剖切结构示意图；