[发明专利]超高温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，尤其涉及一种可以测量超高温介质压力的超高温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，它具有精度高、稳定性好以及测量介质温度高等优点，在航空、航天、军工、核工业、石化、交通、冶金、食品、医药等许多领域得到应用。但在介质温度超过300℃，最高到600℃时，普通的溅射薄膜压力传感器就不能胜任了。

现有的薄膜压力传感器压力芯体在直接接触高温介质时，可测量的高温介质温度可以到220℃，温度继续升高，传感器的温度漂移会变大，影响传感器的测量精度。然而，在核工业、冶金、高温实验装置等行业或领域中，需要300℃至600℃的高温压力传感器来测量介质压力。

因此，开发一种精度高、稳定性好，可以测量300℃至600℃高温介质的薄膜压力传感器极其重要。

在溅射薄膜压力传感器前端采用两级散热结构，一级散热片可有效地将介质温度降低至初始状态的50％左右，二级散热环可有效地将一级散热片散热后的介质温度降低50％左右，这样介质温度总体降温至原温度的25％左右。即使介质温度高至600℃，经散热降温后达到压力芯体的温度不超过180℃，这样很好地保留有溅射薄膜压力传感器的原有优点外，将介质温度扩展到600℃的范围，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超高温压力传感器，针对现有技术的不足，在保留有溅射薄膜压力传感器的原有优点外，实现压力传感器测量超高温介质压力的目的。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种超高温压力传感器，包括中心带有引压孔、下部带有外螺纹、上部带有散热片的引压件，位于所述引压件上方且通过第一内圆周焊密封焊接的导压件，位于所述导压件外周的散热环，位于所述导压件上方且通过第三内圆周焊密封焊接的压力芯体，下端通过第二外圆周焊密封焊接的外壳组成，其特征在于：所述导压件是一种上部中心位置开有上部中心引压孔，下部中心位置开有与所述上部中心引压孔不贯通的下部中心引压孔，中部外周开有导压槽，下部开有与所述下部中心引压孔和所述导压槽贯通的下导压孔，上部开有与所述上部中心引压孔和所述导压槽贯通的上导压孔的圆柱体。

所述压力芯体上端外圆周焊接有支撑转换电路板的电路支架。所述压力芯体是采用溅射薄膜技术制造的耐高温的压力敏感芯体，当压力通过所述引压孔流经所述导压件并作用于所述压力芯体时，所述压力芯体受力部位发生形变，输出与所受压力成比例的电信号；所述电信号通过内引线和外引线向外输出。

所述散热环是一个套在所述导压件外，上端与所述导压件齐平且通过第二内圆周焊密封焊接，下端与所述引压件通过第一外圆周焊密封焊接的空心热良导体。

所述外引线是一种高温导线。

本发明的另一目的是提供一种制造超高温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，加工出带有引压孔、外螺纹、散热片的引压件；

S2.采用机械加工的方法，加工出上部中心位置开有上部中心引压孔，下部中心位置开有与所述上部中心引压孔不贯通的下部中心引压孔，中部外周开有导压槽，下部开有与所述下部中心引压孔和所述导压槽贯通的下导压孔，上部开有与所述上部中心引压孔和所述导压槽贯通的上导压孔的导压件；

S3.利用离子束溅射薄膜技术和压力传感器芯体加工技术，加工所述压力芯体；

S4.利用机械加工方法，加工所述散热环和外壳；

S5.将所述导压件与所述引压件中心对齐且通过第一内圆周焊密封焊接；

S6.将所述压力芯体与所述导压件中心对齐且通过第三内圆周焊密封焊接；

S7.将所述散热环套在所述导压件外，上端与所述导压件齐平且通过第二内圆周焊密封焊接，下端与所述引压件通过第一外圆周焊密封焊接；

S8.将加工好的所述转换电路板安装在所述电路支架上；

S9.将所述电路支架焊接在所述压力芯体上方的凸台位置；

S10.通过金丝球焊的方法，将所述压力芯体的焊盘与所述转换电路板的焊盘利用金丝连接；

S11.将所述外引线焊接在所述转换电路板的焊盘上；

S12.将所述外壳下端通过第二外圆周焊与所述散热环密封焊接，得到超高温压力传感器。