Датчик абсолютного давления и способ его вакуумирования

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам абсолютного давления, и позволяет повысить точность измерения за счет уменьшения давления остаточных газов в опорной полости и производительность труда при его изготовлении. Датчик абсолютного давления содержит корпус 1, закрепленную в нем мембрану 2, связанный с ней преобразователь 3, помещенный внутрь опорной полости 4. Опорная полость 4 ограничивается вакуумируемым корпусом 5, герметично сваренным с корпусом автономной капсулы 8, на дне которой помещена таблетка 9 геттерного материала, закрепленная с помощью пружины 10. Для отвода тепла на корпус капсулы 8 запрессован кольцевой теплоотвод 11. Для вакуумирования и герметизации датчик с открытой опорной полостью 4 помещается в вакуумный бокс. Откачка воздуха осуществляется через ниппельное отверстие. На корпус капсулы 8 от источника нагрева подается тепло для удаления из опорной полости 4 посторонних примесей и инородных частиц. При достижении давления порядка 10<SP POS="POST">-3</SP> - 10<SP POS="POST">-4</SP> мм рт. ст. ниппельное отверстие заваривается. Геттерный узел вторично подвергается нагреву для компенсации дополнительного газовыделения, вызванного заваркой ниппельного отверстия. Принцип действия датчика основан на преобразовании с помощью преобразователя 3 деформаций мембраны, вызванной измеряемым давлением, в электрический сигнал. При действии на датчик во время измерения повышенной температуры приращение давления в опорной полости 4, вызванное этой температурой, компенсируется работой геттерного узла, что позволяет стабилизировать начальный разбаланс датчика абсолютного давления. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 1 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (21} 4656559/10 (22) 14.12.88 (46) 07.08.91. Бюл. hL 29 (72) В, Н;Марин, П.Г.Михайлов. В.Г.Бещеков и Н,В.Иванова (53) 531.787(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1569608, кл. G 01 7/00, 1988, (54) ДАТЧИК АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ

И СПОСОБ ЕГО ВАКУУМИРОВАНИЯ (57) Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам абсолютного давления, и позволяет повысить точность измерения за счет . уменьшения давления остаточных газов в опорной полости и производительность труда при его изготовлении. Датчик абсолютно- . го давления содержит корпус 1, закрепленную в нем мембрану 2, связанный с ней преобразователь 3, помещенный внутрь опорной полости 4. Опорная полость

4 ограничивается вакуумируемым корпусом

5, герметично сваренным с корпусом автономной капсулы 8, на дне которой помещена таблетка 9 геттерного материала, закрепленная с помощью пружины 10. Для

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при конструировании и изготовлении датчиков абсолютного давления с высокими точностными и эксплуатационнымии характеристиками.

Целью изобретения является повышеwe точности измерения за счет уменьшения давления остаточных газов в опорной полости датчика абсолютного давления, расширение конструктивных возможностей,, SU ÄÄ 1668879 А1 отвода тепла на корпус капсулы 8 запрессован кольцевой теплоотвод 11, Для вакуумирования и герметизации датчик с открытой опорной полостью 4 помещается в вакуумный бокс. Откачка воздуха осуществляется через ниппельное отверстие. На корпус капсулы 8 от источника нагрева подается тепло для удаления. из опорной полости 4 посторонних примесей и иноаодных частиц. При достижении давления порядка 10 з — 10 4 мм рт. ст. ниппельное отверстие заваривается.

Геттерный узел вторично подвергается нагреву для компенсации дополнительного газовыделения, вызванного заваркой ниппельного отверстия. Принцип действия датчика основан на преобразовании с помощью преобразователя 3 деформаций мембраны, вызванной измеряемым давлением, в электрический сигнал. При действии на датчик во время измерения повышенной температуры приращение давления в опорной полости 4, вызванной этой температурой, компенсируется работой геттерного узла, что позволяет стабилизировать начальный разбаланс датчика абсолютного давления. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. прибора и повышение производительности 0 труда при его изготовлении.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен датчик - абсолютного давления.

Датчик абсолютного давления содержит корпус 1, в котором жестко закреплен воспринимающий давление элемент, выполненный, например, в виде мембраны 2, параметрический преобразователь 3, например тензометрический, связанный с корпусом 1 и мембраной 2 и находящийся

1668879 ! вн т и опо ной полости 4. Опорная полость данных примесей реализуется тем обстоя4 ограничивается основным корпусом 1,. тельством, что активаци г р р д ию гетте а и ово ят мембраной 2 и дополнительным вакуумиру- в два этапа: до заварки ниппельного отверемым корпусом 5, В вакуумируемом корпусе стия и после заварки, При достижении дав- . ,,5 выполнен ниппель 6, предназначенный 5 ления порядка 10 — 10 мм рт. ст. в о орной полости 4. От- вакуумном боксе и, следовательно, в объеме качное отверстие в ниппеле 6 перекрывает- опорной полости 4, ниппельное отверстие в ся эк аном 7; который исключает при вакуумируемомкорпуре5заваривается,тем заварке откачного отверстия попадание самым опорная полость 4 изолируется от инородных частиц и брызг расплавленного 10 окружающей среды. Из-задополнительного . металла в опорную полость 4 и, что особен- . газовыделения внутри опорной полости 4, но важио, на преобразователь 3. С вакууми- вызванного заваркой ниппеля 6, давление в

5 герметично сварен полости может возрасти до величины 10

-2 корпус капсулы 8, надне которого помеще- 10 мм рт,ст. Так как геттерный узел прона таблетка 9 геттерного материала. Таб- 15 должает оставаться в активном состоянии, летка 9 выполнена с центральным сквозным он компенсирует укаэанное дополнительотверстием для увел я увеличения полезной пло- ное газовыделение,снижая остаточное давщади абсорбции и закреплена в корпусе ление внутри полости до первоначальной

8 р жины 10. Для от-. величины. Поддержание геттера в активном вода тепла и предотвращения его дальней- 20 состоянии может осуществляться как нешего распространения на вакуумируемый прерывно (напряжение на источник нагрева корпус 5 при нагреве геттерного узла на подается постоянно), так и с перерывами: . корпус капсулы 8 запрессован кольцевой источник нагрева выключается после удалетв 11., ния посторонних примесей из опорной поВакуумирование и герметизация опор- 25 лости 4 {время, необх ди дл уд ной полости датчика абсолютного давления примесей, считается достаточным порядка по предлагаемому способу осуществляются 2 3 мин с момента включения геттера в акследующим образом. тивное состояние) и включается сразу же

Датчик с открытой полостью.4 с по- после заварки ниппельного отверстия. мощью специального приспособления уста- 30 За счет нейтрализации молекул остаточнавливается в вакуумном боксе. Откачка ного газа, присутствующихвопорнойполоости 4 осуществля- .сти 4, иэ процесса измерения исключается воздуха из опорнои полости ется через ниппельное отверстие в вакууми- воздействие остаточного давления на преруемом корпусе 5. образователь и в конечном счете повышаютП с включения в работу откачнойси- 35 ся надежность и точность измерения стемы и достижения определенного разря- датчика абсолютного давл вления. к мном боксе (например, Принцип действия датчика следующий. б н 2 изме яемого достижение давления разрежения порядка При действии на мембрану р

10 — 1 мм рт.ст.) на источник нагрева геттер- давления с преобразователя 3 снимается ной капсулы подает

8 дается напряжение пита- 40 напряжение- выходного сигнала, пропорциению. П и ния 36 В. Источник нагрева представляет овальное приложенному давлению. ри собой трубку из электронагревательной действии на датчик повышенных темперам вн т ь анной трубки, не тур во время измерения и увеличении вследкасаясь ее, помещается только часть корпу- ствие этого величины остаточного давления са капсулы 8до теплоотвода 11. 45 внутри опорной полости данное приращеПосле выхода на необходимый темпера- ние давления компенсируется работой геттурныйрежим геттерногоузла и включения терного узла, зла,. если действующая его в работу одновременно с откачкой оста- температура при этом достаточна для его точного давления из опорной полости 4 из активации. нее также удаляются посторонние примеси, 50 В случае чае натекания в опорную полость во ха извне и и наличии в кото рые находились на поверхностях гет- 4 давления в зду р б 9. Н личие данных приме- данной полости микротрещин и из е личи м нения терной та летки . аличи г игнала с п всей объясняется временным интервалом вследствие этого выходного с Я б от момента образователя 3 достаточным является пеиэготовления (спекания или прессования) 55 ред установкой датчика на изделие б в опорной подвергнуть его выдержке в течение опреполости 4. В течение данного в е анного времени име- деленного времени при температуре, равго ет место загрязнение поверхност и хностей геттер- ной температуре активации геттерног ной таблетки от деистви ствия газов узла, если термоустойчивость прибора постояокружающей среды. озможност . В, сть удаления зволяет это осуществить. Данное обст

1668879. тельство дает возможность вернуть выход- образователь, связанный супругимчувствиной сигнал прибора (начальный разбаланс) . тельным элементом, а в стенке камеры вык своему первоначальному уровню, отме- полнено ниппельное отверстие, а также ченному в формулярной градуировочной ха- содержащий геттерный узел с геттерным верактеристике, что, в свою очередь, 5 ществом, отличающийся тем, что, с отражается на точности измерения абсо- . целью повышения точности измерения за л ютного давления. счет уменьшения давления остаточных гаПредложенный датчик и способ его ва- зов в опорной камере датчика, в нем геттеркуумирования обладают следующими TåxH - ный узел выполнен. в виде автономной ко-.экономическими преимуществами. 10 капсулы, размещенной за пределами опорТочность измерения абсолютного дав- ной камеры, а корпус упомянутой капсулы ления улучшается в 1,5-2 раза за счет сни- герметично соединен со стенкой опорной жения на порядок величины остаточного камеры и выполнен из материала, коэффидавления в опорной полости датчика (в за- циент теплопроводности которого выше коявляемом приборе эта величина равна 10 15 эффициента теплоправодности материала — 10 мм рт.ст.).

-5 корпуса опорной камеры.

Значительно снижается время гермети- 2; Способ вакуумирования датчика абзации и вакуумирования опорных полостей солютного давления, заключающийся в отпри изготовлении датчиков {по предлагае- качке через ниппельное отверстие воздуха мому способу с учетом использования заяв- 20 из опорной камеры датчика, помещенного в ляемой конструкции, данное время . вакуумный бокс, герметизацию опорной.каснижается до 2-3 мин), меры путем заварки ниппеаьного отверстия

Существенно. расширяется диапазон . и последующем ве обезгаживании за счет . используемых высокоэффективных гетнер-:. активации геттерного вещества, о т л и ч а юныхматериалов,температураактивациико- 25 шийся тем, что, с целью повыщения торых лежит в пределах 550 900 С.: производительности и уменьшения величиФормула изобретения ны остаточного давления s опорной поло1.Датчикабсолютногодавления,содер- сти, активацию геттерного вещества жащий корпус, упругий чувствительный эле- осуществляют путем локального нагрева мент, разделяющий корпус на две камеры — 30 геттерной капсулы, а заварку ниппельного измерительную и опорную вакуумируемую. отверстия в стенке опорной камеры произв которой размещен параметрический пре- водят при нагреве геттерной капсулы.