[发明专利]一种面弯曲模双耦合的单片式高灵敏石英音叉真空传感器

权利要求书

1.一种面弯曲模双耦合的单片式高灵敏石英音叉真空传感器，包括面弯曲模的单片型双开端多叉臂石英音叉真空敏感谐振器(2)，其特征在于：所述面弯曲模的单片型双开端多叉臂石英音叉真空敏感谐振器(2)为叉臂数量n≥3的面弯曲模单片型双开端石英音叉真空敏感谐振器；

所述面弯曲模的单片型双开端多叉臂石英音叉真空敏感谐振器(2)包括各自具有多叉臂的第一组多叉臂的单闭端石英音叉(61)和第二组多叉臂的单闭端石英音叉(81)，所述第一组多叉臂的单闭端石英音叉(61)和第二组多叉臂的单闭端石英音叉(81)在它们自己的基区相互完全重叠或部分重叠，即存在公共重叠基区(67)，由于面弯曲振动模式以及扭曲振动模式的耦合构成的一体化单片结构的双开端音叉式石英谐振器，其工作模式是基波-面弯曲振动模式；

第一组多叉臂的单闭端石英音叉(61)和第二组多叉臂的单闭端石英音叉(81)异相振动，第一组多叉臂的单闭端石英音叉(61)和第二组多叉臂的单闭端石英音叉(81)的各叉臂沿Y'方向的振动相位相反，第一组多叉臂的单闭端石英音叉(61)和第二组多叉臂的单闭端石英音叉(81)之中央叉臂依次在+Y′方向位移或-Y′方向位移弯曲振动，两者的相位总是相反；

在Z〞轴方向上，第一组多叉臂的单闭端石英音叉(61)和第二组多叉臂的单闭端石英音叉(81)的其余各叉臂皆以第一枚多叉臂的石英音叉(61)之中央叉臂或第二枚多叉臂的石英音叉(81)之中央叉臂为参照物，依次在-Y′方向或+Y′方向产生位移弯曲振动，而与它们相邻的叉臂则在+Y′方向位移或-Y′方向产生位移弯曲振动，以下各叉臂可以此类推；

设第一组多叉臂的单闭端石英音叉(61)之中央叉臂或第二组多叉臂的单闭端石英音叉(81)之中央叉臂的叉臂的宽度为W0，则所述的叉臂W0尺寸最大；以第一组多叉臂的单闭端石英音叉(61)之中央叉臂或第二组多叉臂的单闭端石英音叉(81)之中央叉臂为参照物，那么愈远离中央叉臂，其叉臂的激励电极面积愈小，满足海明加权函数，即中央叉臂激励电极面积最大，是海明加权函数的极值点，而位于中央叉臂两侧的叉臂激励电极面积按照海明加权函数的数学表达式比例逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的一种面弯曲模双耦合的单片式高灵敏石英音叉真空传感器，其特征在于：所述面弯曲模的单片型双开端多叉臂石英音叉真空敏感谐振器(2)设置于一体化真空敏感谐振器封装部件(1)内，所述一体化真空敏感谐振器封装部件(1)包括两端侧壁有一对条形槽(19a)、(19b)的石英真空敏感谐振器管座(12)、设置于石英真空敏感谐振器管座(12)底部的第一管脚(13)、第二管脚(14)和第三管脚(15)以及设置于石英真空敏感谐振器管座(12)上部的石英音叉真空敏感谐振器抗污防霉过滤罩(8)；

所述面弯曲模的单片型双开端多叉臂石英音叉真空敏感谐振器(2)公共重叠基区(67)左侧和右侧依次设置了第一支撑梁(11a)和第二支撑梁(11b)，第一支撑梁(11a)和第二支撑梁(11b)的厚度与公共重叠基区(67)的厚度相等，而其宽度尺寸F等于公共重叠基区(67)宽度尺寸B的0.1～0.8倍，即F＝(0.1～0.8)B；

所述第一支撑梁(11a)和第二支撑梁(11b)分别置入石英真空敏感谐振器管座(12)侧壁的第一条形槽(19a)和第二条形槽(19b)中，并填入低熔点玻璃料，利用烧结工艺依次形成了第一低熔点玻璃粉料封接区(295)和第二低熔点玻璃粉料封接区(296)，使第一支撑梁(11a)和第二支撑梁(11b)分别固定在石英真空敏感谐振器管座(12)侧壁上的第一条形槽(19a)、第二条形槽(19b)内；

所述第一支撑梁(11a)上利用金属化技术分别制作了两枚相互绝缘的但可焊接导线的第一金属汇流条(101a)和第二金属汇流条(101b)；所述第二支撑梁(11b)上利用金属化技术分别制作了两枚相互绝缘的但可焊接导线的第三金属汇流条(101c)和第四金属汇流条(101d)；所述第一金属汇流条(101a)与第一管脚(13)电连接，所述第三金属汇流条(101c)与第三管脚(15)电连接，所述第二金属汇流条(101b)和第四金属汇流条(101d)都与第二管脚(14)电连接，并与公共地线相连。