一种压阻式差压传感器的制造方法
一种压阻式差压传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及差压传感器领域，特别是一种通过隔离膜片将外部介质压力传递至内部敏感芯片以测量外压差的压阻式差压传感器。
【背景技术】
[0002]压阻式差压传感器又称扩散硅差压传感器，其工作原理是利用了单晶硅压阻效应，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，形成电桥，单晶硅片为弹性敏感部件并设置在正压腔体内，当正压端和负压端的外压通过隔离膜片推动传感器内部的填充液，填充液将外压传递至单晶硅片上后，应变电阻发生变化，电桥会根据变化后的电阻电路获得相应的电压输出，变送器可以通过输出电压确定传感器感知的产生差压测量信号，通过流体的差压一般可以进一步获知流体的流量。
[0003]压阻式差压传感器的正压腔体和负压腔体两端面上均设有隔离膜片，压力传感器所测定的流体介质往往具有腐蚀性或易爆性，采用隔离膜片一方面将传感器内部与流体介质隔离，另一方面由于隔离膜片的弹性形变可以将外压通过内部填充液传递给正压腔体内的敏感芯片。当隔离膜片承受的外压在正常范围内时，隔离膜片可以在弹性形变后自行恢复原始状态，填充液可以继续跟随隔离膜片的形变而流动，当隔离膜片承受的外压超出了隔离膜片弹性形变的范围或者隔离膜片受破坏性外力时，隔离膜片原始状态的形状被破坏，无法复原到原来的形状，甚至说隔离膜片被损坏，那么差压传感器也无法测出真实数据，可以说是已被损坏。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种压阻式差压传感器，可以避免其正负压端的隔离膜片因形变过大而无法复原的问题，延长传感器的使用寿命。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种压阻式差压传感器，包括正压腔体、负压腔体以及连通并固接正压腔体和负压腔体的流通基座；正压腔体内设有含敏感芯片的芯体；所述正压腔体和负压腔体的外端面均设有受外压而产生形变的隔离膜片；在俩腔体及流通基座内填充有由隔离膜片形变作用而流动以传递外压至敏感芯片的填充液；在正压腔体和负压腔体内均设分别用于限制各自所述隔离膜片的形变的金属挡板，金属挡板上设有可流通填充液的开口。
[0006]根据本发明的一个实施例，所述流通基座内具有一流通管道，所述芯体位于流通管道外，所述金属挡板分别连接在流通管道两端，流通管道两端出口对应于金属挡板的开口，流通管道上开设有第一透油孔，正压腔体的金属挡板上开设有第二透油孔。
[0007]根据本发明的一个实施例，所述流通基座为长方体型，所述流通基座与正压腔体和负压腔体一体成型，正压腔体和负压腔体分别设于流通基座两端。
[0008]根据本发明的一个实施例，还包括补偿组件板，其设于流通基座外相对较宽的平面上，补偿组件板的插针通过正压腔体上的开孔伸入正压腔体内，开孔处由密封件密封。
[0009]根据本发明的一个实施例，所述隔离膜片为波纹不锈钢弹性膜片。
[0010]采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有如下突出优点:通过在传感器的正负压腔体两端均设置用来抵挡隔离膜片的金属挡板，以限制隔离膜片在一定范围内发生形变，正负压端的隔离膜片为相同材质的弹性部件，金属挡板可以防止隔离膜片形变过大而无法复原，由于相比于负压端而言正压端通常承受更高压力，因而较之负压腔体，设置金属挡板在正压腔体内的位置与其内隔离膜片间的距离更远，该距离约束着隔离膜片的形变程度，正负压端的该距离可以供隔离膜片形变的范围均大于或等于各自压力测量形变范围。
【附图说明】
[0011]图1为本发明优选实施例中一种压阻式差压传感器的外形结构示意图；
[0012]图2为本发明优选实施例中一种压阻式差压传感器的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0014]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施以及具体附图的限制。
[0015]图1示出了一种压阻式差压传感器的外观平面结构，包括正压腔体1、负压腔体2、以及连接两者的流通基座3，其中，流通基座3 —方面作用为固定正压腔体I和负压腔体2，另一方面可以使传感器内填充的填充液(图中未显示)得以流通，填充液为不影响或较小影响敏感芯片测量准确度的流体介质，例如可以是硅油，外部介质通过硅油的流动传递外压，硅油受力后压动传感器内部敏感芯片，敏感芯片的形变使得其电桥电路发生变化，从而根据变化情况测得相应差压数据，流通基座3的内部结构构造为使得硅油可流通至敏感芯片，同时，该结构保护敏感芯片不会因受硅油压动而损伤，换言之，硅油推动敏感芯片产生的力不至于构成一个过大的冲击芯片的力。
[0016]图2通过一个剖面图示出了压阻式差压传感器的内部结构，该压阻式差压传感器包括:正压腔体1，负压腔体2，以及连通并固接正压腔体I和负压腔体2的流通基座3。正压腔体I内设有含敏感芯片(扩散硅弹性敏感部件)的芯体11 ;所述正压腔体I和负压腔体2的外端面均设有受外压而产生形变的隔离膜片12、22，所述隔离膜片12、22例如为波纹不锈钢弹性膜片，富有可挠性且耐温耐压，可以起到很好的隔离传递效果；在正压腔体1、负压腔体2及流通基座3内填充有因隔离膜片12、22形变作用而流动以传递外压至敏感芯片的填充液；在正压腔体I和负压腔体2内均设分别用于限制各自所述隔离膜片12、22的形变 的金属挡板13、23，金属挡板13、23上设有可流通填充液的开口 131、231，在隔离膜片12、22波动形变时，填充液从该开口 131、231进出，隔离膜片12传递较高压，隔离膜片22传递较低压。
[0017]金属挡板13、23可以为与隔离膜片12、22相同大小的圆形金属片，其上设有用于硅油在其两面流通的开口 131、231，在外部介质推动隔离膜片12、22后，隔离膜片12、22的形变导致传感器内部硅油流动，硅油出入在金属挡板13、23的开口 131、231间，并向芯体11压去。在外压处于量程范围(正负压端各自的量程范围)内时，隔离膜片12、22形变后可自行复位，当外压超过量程范围时，或者说，当外压超过使隔离膜片12、22弹性形变的力时，隔离膜片12、22会由金属挡板13、23挡住，由金属挡板13、23承受过重的力，因而隔离膜片12、22形变后还可自行复位。
[0018]正压腔体I内的金属挡板13与其内隔离膜片12的距离，一般而言，可以和负压腔体2内的金属挡板23与其内隔离膜片22的距离不同，正压端可以承受更大的压力，正压腔体I内的金属挡板23与其内隔离膜片12的距离由此可以更大些，具体该距离可以根据两端测量量程而定。
[0019]正压腔体I和负压腔体2的结构基本对称，金属挡板13、23和隔离膜片12、22的形状大小在正负压两端均相同，使得结构简单，降低制造成本。
[0020]继续参看图2，流通基座3的一种连通结构构造为，所述流通基座3内具有一流通管道31，所述芯体11位于流通管道31外，固定在正压腔体I内，所述金属挡板13、23分别连接在流通管道31两端，流通管道31两端出口 311、312对应于金属挡板13、23的开口 131、231，出口 311、312和开口 131、231相应对位，两者口径可相同，流通管道31上开设有第一透油孔313，正压腔体I的金属挡板13上开设有第二透油孔132，第一透油孔313和第二透油孔132用于硅油在正压腔体I和负压腔体2内的流通。
[0021 ] 在一个实施例中，所述流通基座3为长方体型，但并不限制于此，也可以是其他易于形成的形状，所述流通基座3与正压腔体I和负压腔体2 —体成型，正压腔体I和负压腔体2分别设于流通基座3两端，增加传感器的牢固性。
[0022]进一步的，图2中，差压传感器还包括补偿组件板4，用来进行温度补偿，减小温度漂移，补偿组件板4设于流通基座3外相对较宽的平面(长方体型的宽平面)上，补偿组件板4的插针通过正压腔体I上的开孔(图中未示出)伸入正压腔体I内，开孔处由密封件密封。
[0023]本发明通过在传感器的正负压腔体两端均设置用来抵挡隔离膜片的金属挡板，以限制隔离膜片在一定范围内发生形变，正负压端的隔离膜片为相同材质的弹性部件，金属挡板可以防止隔离膜片形变过大而无法复原，由于相比于负压端而言正压端通常承受更高压力，因而较之负压腔体，设置金属挡板在正压腔体内的位置与其内隔离膜片间的距离更远，该距离约束着隔离膜片的形变程度，正负压端的该距离可以供隔离膜片形变的范围均大于或等于各自压力测量形变范围。
[0024]本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种压阻式差压传感器，包括正压腔体、负压腔体以及连通并固接正压腔体和负压腔体的流通基座；正压腔体内设有含敏感芯片的芯体；所述正压腔体和负压腔体的外端面均设有受外压而产生形变的隔离膜片；在俩腔体及流通基座内填充有由隔离膜片形变作用而流动以传递外压至敏感芯片的填充液；其特征在于:在正压腔体和负压腔体内均设分别用于限制各自所述隔离膜片的形变的金属挡板，金属挡板上设有可流通填充液的开口。2.如权利要求1所述的压阻式差压传感器，其特征在于:所述流通基座内具有一流通管道，所述芯体位于流通管道外，所述金属挡板分别连接在流通管道两端，流通管道两端出口对应于金属挡板的开口，流通管道上开设有第一透油孔，正压腔体的金属挡板上开设有第二透油孔。3.如权利要求1所述的压阻式差压传感器，其特征在于:所述流通基座为长方体型，所述流通基座与正压腔体和负压腔体一体成型，正压腔体和负压腔体分别设于流通基座两端。4.如权利要求3所述的压阻式差压传感器，其特征在于:还包括补偿组件板，其设于流通基座外相对较宽的平面上，补偿组件板的插针通过正压腔体上的开孔伸入正压腔体内，开孔处由密封件密封。5.如权利要求1所述的压阻式差压传感器，其特征在于:所述隔离膜片为波纹不锈钢弹性膜片。
【专利摘要】本发明公开了一种压阻式差压传感器，包括正压腔体、负压腔体以及连通并固接正压腔体和负压腔体的流通基座；正压腔体内设有含敏感芯片的芯体；所述正压腔体和负压腔体的外端面均设有受外压而产生形变的隔离膜片；在俩腔体及流通基座内填充有由隔离膜片形变作用而流动以传递外压至敏感芯片的填充液；在正压腔体和负压腔体内均设分别用于限制各自所述隔离膜片的形变的金属挡板，金属挡板上设有可流通填充液的开口。本发明可以避免其正负压端的隔离膜片因形变过大而无法复原的问题，延长传感器的使用寿命。
【IPC分类】G01L13/06
【公开号】CN104897336
【申请号】CN201510317002
【发明人】刘文清
【申请人】浙江长兴好方向食品有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月10日
【技术领域】
[0001]本发明涉及差压传感器领域，特别是一种通过隔离膜片将外部介质压力传递至内部敏感芯片以测量外压差的压阻式差压传感器。
【背景技术】
[0002]压阻式差压传感器又称扩散硅差压传感器，其工作原理是利用了单晶硅压阻效应，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，形成电桥，单晶硅片为弹性敏感部件并设置在正压腔体内，当正压端和负压端的外压通过隔离膜片推动传感器内部的填充液，填充液将外压传递至单晶硅片上后，应变电阻发生变化，电桥会根据变化后的电阻电路获得相应的电压输出，变送器可以通过输出电压确定传感器感知的产生差压测量信号，通过流体的差压一般可以进一步获知流体的流量。
[0003]压阻式差压传感器的正压腔体和负压腔体两端面上均设有隔离膜片，压力传感器所测定的流体介质往往具有腐蚀性或易爆性，采用隔离膜片一方面将传感器内部与流体介质隔离，另一方面由于隔离膜片的弹性形变可以将外压通过内部填充液传递给正压腔体内的敏感芯片。当隔离膜片承受的外压在正常范围内时，隔离膜片可以在弹性形变后自行恢复原始状态，填充液可以继续跟随隔离膜片的形变而流动，当隔离膜片承受的外压超出了隔离膜片弹性形变的范围或者隔离膜片受破坏性外力时，隔离膜片原始状态的形状被破坏，无法复原到原来的形状，甚至说隔离膜片被损坏，那么差压传感器也无法测出真实数据，可以说是已被损坏。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种压阻式差压传感器，可以避免其正负压端的隔离膜片因形变过大而无法复原的问题，延长传感器的使用寿命。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:一种压阻式差压传感器，包括正压腔体、负压腔体以及连通并固接正压腔体和负压腔体的流通基座；正压腔体内设有含敏感芯片的芯体；所述正压腔体和负压腔体的外端面均设有受外压而产生形变的隔离膜片；在俩腔体及流通基座内填充有由隔离膜片形变作用而流动以传递外压至敏感芯片的填充液；在正压腔体和负压腔体内均设分别用于限制各自所述隔离膜片的形变的金属挡板，金属挡板上设有可流通填充液的开口。
[0006]根据本发明的一个实施例，所述流通基座内具有一流通管道，所述芯体位于流通管道外，所述金属挡板分别连接在流通管道两端，流通管道两端出口对应于金属挡板的开口，流通管道上开设有第一透油孔，正压腔体的金属挡板上开设有第二透油孔。
[0007]根据本发明的一个实施例，所述流通基座为长方体型，所述流通基座与正压腔体和负压腔体一体成型，正压腔体和负压腔体分别设于流通基座两端。
[0008]根据本发明的一个实施例，还包括补偿组件板，其设于流通基座外相对较宽的平面上，补偿组件板的插针通过正压腔体上的开孔伸入正压腔体内，开孔处由密封件密封。
[0009]根据本发明的一个实施例，所述隔离膜片为波纹不锈钢弹性膜片。
[0010]采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有如下突出优点:通过在传感器的正负压腔体两端均设置用来抵挡隔离膜片的金属挡板，以限制隔离膜片在一定范围内发生形变，正负压端的隔离膜片为相同材质的弹性部件，金属挡板可以防止隔离膜片形变过大而无法复原，由于相比于负压端而言正压端通常承受更高压力，因而较之负压腔体，设置金属挡板在正压腔体内的位置与其内隔离膜片间的距离更远，该距离约束着隔离膜片的形变程度，正负压端的该距离可以供隔离膜片形变的范围均大于或等于各自压力测量形变范围。
【附图说明】
[0011]图1为本发明优选实施例中一种压阻式差压传感器的外形结构示意图；
[0012]图2为本发明优选实施例中一种压阻式差压传感器的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0014]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施以及具体附图的限制。
[0015]图1示出了一种压阻式差压传感器的外观平面结构，包括正压腔体1、负压腔体2、以及连接两者的流通基座3，其中，流通基座3 —方面作用为固定正压腔体I和负压腔体2，另一方面可以使传感器内填充的填充液(图中未显示)得以流通，填充液为不影响或较小影响敏感芯片测量准确度的流体介质，例如可以是硅油，外部介质通过硅油的流动传递外压，硅油受力后压动传感器内部敏感芯片，敏感芯片的形变使得其电桥电路发生变化，从而根据变化情况测得相应差压数据，流通基座3的内部结构构造为使得硅油可流通至敏感芯片，同时，该结构保护敏感芯片不会因受硅油压动而损伤，换言之，硅油推动敏感芯片产生的力不至于构成一个过大的冲击芯片的力。
[0016]图2通过一个剖面图示出了压阻式差压传感器的内部结构，该压阻式差压传感器包括:正压腔体1，负压腔体2，以及连通并固接正压腔体I和负压腔体2的流通基座3。正压腔体I内设有含敏感芯片(扩散硅弹性敏感部件)的芯体11 ;所述正压腔体I和负压腔体2的外端面均设有受外压而产生形变的隔离膜片12、22，所述隔离膜片12、22例如为波纹不锈钢弹性膜片，富有可挠性且耐温耐压，可以起到很好的隔离传递效果；在正压腔体1、负压腔体2及流通基座3内填充有因隔离膜片12、22形变作用而流动以传递外压至敏感芯片的填充液；在正压腔体I和负压腔体2内均设分别用于限制各自所述隔离膜片12、22的形变 的金属挡板13、23，金属挡板13、23上设有可流通填充液的开口 131、231，在隔离膜片12、22波动形变时，填充液从该开口 131、231进出，隔离膜片12传递较高压，隔离膜片22传递较低压。
[0017]金属挡板13、23可以为与隔离膜片12、22相同大小的圆形金属片，其上设有用于硅油在其两面流通的开口 131、231，在外部介质推动隔离膜片12、22后，隔离膜片12、22的形变导致传感器内部硅油流动，硅油出入在金属挡板13、23的开口 131、231间，并向芯体11压去。在外压处于量程范围(正负压端各自的量程范围)内时，隔离膜片12、22形变后可自行复位，当外压超过量程范围时，或者说，当外压超过使隔离膜片12、22弹性形变的力时，隔离膜片12、22会由金属挡板13、23挡住，由金属挡板13、23承受过重的力，因而隔离膜片12、22形变后还可自行复位。
[0018]正压腔体I内的金属挡板13与其内隔离膜片12的距离，一般而言，可以和负压腔体2内的金属挡板23与其内隔离膜片22的距离不同，正压端可以承受更大的压力，正压腔体I内的金属挡板23与其内隔离膜片12的距离由此可以更大些，具体该距离可以根据两端测量量程而定。
[0019]正压腔体I和负压腔体2的结构基本对称，金属挡板13、23和隔离膜片12、22的形状大小在正负压两端均相同，使得结构简单，降低制造成本。
[0020]继续参看图2，流通基座3的一种连通结构构造为，所述流通基座3内具有一流通管道31，所述芯体11位于流通管道31外，固定在正压腔体I内，所述金属挡板13、23分别连接在流通管道31两端，流通管道31两端出口 311、312对应于金属挡板13、23的开口 131、231，出口 311、312和开口 131、231相应对位，两者口径可相同，流通管道31上开设有第一透油孔313，正压腔体I的金属挡板13上开设有第二透油孔132，第一透油孔313和第二透油孔132用于硅油在正压腔体I和负压腔体2内的流通。
[0021 ] 在一个实施例中，所述流通基座3为长方体型，但并不限制于此，也可以是其他易于形成的形状，所述流通基座3与正压腔体I和负压腔体2 —体成型，正压腔体I和负压腔体2分别设于流通基座3两端，增加传感器的牢固性。
[0022]进一步的，图2中，差压传感器还包括补偿组件板4，用来进行温度补偿，减小温度漂移，补偿组件板4设于流通基座3外相对较宽的平面(长方体型的宽平面)上，补偿组件板4的插针通过正压腔体I上的开孔(图中未示出)伸入正压腔体I内，开孔处由密封件密封。
[0023]本发明通过在传感器的正负压腔体两端均设置用来抵挡隔离膜片的金属挡板，以限制隔离膜片在一定范围内发生形变，正负压端的隔离膜片为相同材质的弹性部件，金属挡板可以防止隔离膜片形变过大而无法复原，由于相比于负压端而言正压端通常承受更高压力，因而较之负压腔体，设置金属挡板在正压腔体内的位置与其内隔离膜片间的距离更远，该距离约束着隔离膜片的形变程度，正负压端的该距离可以供隔离膜片形变的范围均大于或等于各自压力测量形变范围。
[0024]本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种压阻式差压传感器，包括正压腔体、负压腔体以及连通并固接正压腔体和负压腔体的流通基座；正压腔体内设有含敏感芯片的芯体；所述正压腔体和负压腔体的外端面均设有受外压而产生形变的隔离膜片；在俩腔体及流通基座内填充有由隔离膜片形变作用而流动以传递外压至敏感芯片的填充液；其特征在于:在正压腔体和负压腔体内均设分别用于限制各自所述隔离膜片的形变的金属挡板，金属挡板上设有可流通填充液的开口。2.如权利要求1所述的压阻式差压传感器，其特征在于:所述流通基座内具有一流通管道，所述芯体位于流通管道外，所述金属挡板分别连接在流通管道两端，流通管道两端出口对应于金属挡板的开口，流通管道上开设有第一透油孔，正压腔体的金属挡板上开设有第二透油孔。3.如权利要求1所述的压阻式差压传感器，其特征在于:所述流通基座为长方体型，所述流通基座与正压腔体和负压腔体一体成型，正压腔体和负压腔体分别设于流通基座两端。4.如权利要求3所述的压阻式差压传感器，其特征在于:还包括补偿组件板，其设于流通基座外相对较宽的平面上，补偿组件板的插针通过正压腔体上的开孔伸入正压腔体内，开孔处由密封件密封。5.如权利要求1所述的压阻式差压传感器，其特征在于:所述隔离膜片为波纹不锈钢弹性膜片。
【专利摘要】本发明公开了一种压阻式差压传感器，包括正压腔体、负压腔体以及连通并固接正压腔体和负压腔体的流通基座；正压腔体内设有含敏感芯片的芯体；所述正压腔体和负压腔体的外端面均设有受外压而产生形变的隔离膜片；在俩腔体及流通基座内填充有由隔离膜片形变作用而流动以传递外压至敏感芯片的填充液；在正压腔体和负压腔体内均设分别用于限制各自所述隔离膜片的形变的金属挡板，金属挡板上设有可流通填充液的开口。本发明可以避免其正负压端的隔离膜片因形变过大而无法复原的问题，延长传感器的使用寿命。
【IPC分类】G01L13/06
【公开号】CN104897336
【申请号】CN201510317002
【发明人】刘文清
【申请人】浙江长兴好方向食品有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月10日
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