[发明专利]带温度测量功能的高温大量程压力传感器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力传感器及其制造方法，尤其涉及一种带温度测量功能、能耐高温、量程范围大的带温度测量功能的高温大量程压力传感器及其制造方法。

背景技术

溅射薄膜压力传感器是一种性能优良的压力传感器，它具有测量精度高、稳定性好、测量温度范围宽、量程范围大等优点，在航空、航天、军工、核工业、石化、交通、冶金、食品、医药、物联网等许多领域得到应用。但普通的溅射薄膜压力传感器不具备温度测量功能，或者具备温度测量功能，但需要在制备压力敏感功能薄膜的基础上增加温度敏感薄膜的制备和光刻工艺，工艺难度高，生产效率低，产品成本高。另外，现有的溅射薄膜压力传感器在测量大量程压力时，弹性体钢杯与引压嘴焊接时往往焊接深度不够(如果增加焊接功率，加大焊接深度，又会产生较大热量影响敏感元件的性能)，在使用过程中存在泄漏的风险。再者，现有的压力传感器引压嘴和基座一体加工，压力传感器在与测量管道连接时，扳手的机械扭矩所产生的应力会迅速传导至压力传感器敏感芯体上，对传感器敏感元件产生较大影响，使传感器测量精度和稳定性大大降低。

然而，在现实的压力测量领域中，往往在压力测量的同时需要经济方便地测量介质温度，同时在传感器长期的大量程压力测量中保证不泄漏，确保传感器能正常工作。

因此，开发一种具有测量精度高、稳定性好、测量温度范围宽、量程范围大，同时能经济方便地测量介质温度、长期可靠工作的带温度测量功能的高温大量程压力传感器极其重要。

将溅射薄膜压力传感器弹性体钢杯与引压嘴加工成整体，彻底消除弹性体钢杯与引压嘴焊接泄漏的隐患；另外，压力传感器引压嘴和基座分开加工并设计应力隔离槽，确保扳手的机械扭矩所产生的应力不会传导至压力传感器敏感芯体上从而保证传感器长期稳定工作；同时增加经济实用的温敏电阻用于测量介质温度，解决上述存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带温度测量功能的高温大量程压力传感器，针对现有技术的不足，在保留溅射薄膜压力传感器的原有优点外，实现大量程温度压力同时测量的目的。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种带温度测量功能的高温大量程压力传感器，其特征在于：包括引压组件、基座组件、引线组件、调理电路板、外壳、连接组件。

所述引压组件下端中心加工有引压孔、下端外部加工有外螺纹、中部加工有支撑台、上端加工有弹性体、中上部加工有应力隔离槽；所述引压组件完成将被测介质引入且将被测介质压力信号转换成电信号的作用。

所述基座组件下部内侧加工有与所述引压组件的支撑台吻合的基座下凸台、下部外侧加工有六角头、上部内侧加工有与所述引线组件吻合的基座上凸台、上部外侧加工有与所述外壳吻合的基座外凸台。

所述引线组件包括高温接触电路板、引线支架、引线针、密封板、温敏电阻；所述温敏电阻是通过温敏连接焊接在所述高温接触电路板的引线焊盘上的小型温度敏感电阻；所述温敏电阻直接接触所述弹性体表面，用于测量介质温度。

所述引线支架是金属材料制成的圆形支架，边缘加工有多个引线针穿孔，所述引线针穿孔内插入金属引线针，所述金属引线针周围灌注绝缘填充料以便于所述金属引线针与所述引线支架绝缘；所述金属引线针伸出引线针穿孔的上端部分比下端部分长。

所述高温接触电路板的焊盘与所述引线支架的金属引线针下端一一对齐并紧密胶合；所述密封板嵌入引线支架的支架上凸台并圆周密封焊接。

所述调理电路板外周加工有与所述金属引线针对应的引线针过孔；所述金属引线针穿过对应的引线针过孔并焊接，实现所述高温接触电路板信号与所述调理电路板信号连通。

所述弹性体表面通过离子束溅射工艺制造四个薄膜应变电阻形成惠斯通电桥，用于测量介质压力。

所述外壳是圆柱形壳体，下端与所述基座组件的基座外凸台吻合并圆周密封焊接。

所述连接组件的连接体凸台与所述外壳的外壳凸台吻合并圆周焊接，实现整体密封。

本发明的另一目的是提供一种带温度测量功能的高温大量程压力传感器的制造方法，包括以下步骤：

S1.使用金属棒材，采用机械加工方法，加工下端中心带引压孔、下端外部有外螺纹、中部有支撑台、上端有弹性体、中上部有应力隔离槽的所述引压组件；

S2.使用离子束溅射工艺在所述弹性体上表面制造四个薄膜应变电阻形成惠斯通电桥；

S3.采用机械加工方法，加工下部内侧有与所述引压组件的支撑台吻合的基座下凸台、下部外侧有六角头、上部内侧有与所述引线组件吻合的基座上凸台、上部外侧有与所述外壳吻合的基座外凸台的所述基座组件；