CN112729666A - 一种高稳定性单晶硅压差传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传感器领域，具体是一种高稳定性单晶硅压差传感器，包括传感器壳体，所述传感器壳体的内侧设有中隔板，中隔板上安装有单晶硅传感器芯片，单晶硅传感器芯片的左右侧空间分别为传感器正压腔和传感器负压腔，单晶硅传感器芯片的左右两侧还分别配合连接有第一过压保护膜和第二过压保护膜，第一测量腔的端口安装有第一隔离波纹片，第二测量腔的端口安装有第二隔离波纹片，传感器正压腔内还周向分布设有多个第一通油腔道，传感器负压腔内还周向分布设有多个第二通油腔道。本发明稳定性高，传感器的测量准确性和精度佳，能够适用于复杂的工况，值得推广。

Description

一种高稳定性单晶硅压差传感器

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体是一种高稳定性单晶硅压差传感器。

背景技术

压差传感器是工业领域中，测量气体或液体的压力差的常用工具，通常应用于工业过程中以测量各种工业过程流体中的压力，例如水泥、液体水汽和化学制品气体、纸浆、石油、气体、制药、食物和其它的流体式加工工厂。

压差传感器通常包括一堆过程流体压力输入端，其可操作地连接到相应两个输入端之间的传感器芯片中，压差传感器通常还包括一堆隔离膜片，定位在过程流体入口中并且隔离压差传感器与感测的流体，压力通过在每个隔离膜片延伸到压差传感器的通路中携载的大致不能压缩的填充流体从过程流体传送到压差传感器。

现有的压差传感器，稳定性差，传感器的测量准确性和精度不佳，无法适用于复杂的工况。因此，针对以上现状，迫切需要开发一种高稳定性单晶硅压差传感器，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种高稳定性单晶硅压差传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种高稳定性单晶硅压差传感器，包括传感器壳体，所述传感器壳体的内侧中部设有中隔板，中隔板的中部安装有单晶硅传感器芯片，单晶硅传感器芯片的左右侧空间分别为传感器正压腔和传感器负压腔，所述单晶硅传感器芯片的左右两侧还分别配合连接有第一过压保护膜和第二过压保护膜，所述传感器正压腔远离第一过压保护膜的一侧设有第一测量腔，第一测量腔的端口第一隔离波纹片安装口处安装有第一隔离波纹片，所述传感器负压腔远离第二过压保护膜的一侧设有第二测量腔，第二测量腔的端口第二隔离波纹片安装口处安装有第二隔离波纹片，所述传感器正压腔内还周向分布设有多个第一通油腔道，第一通油腔道的两端分别与第一过压保护膜和第一测量腔连接，传感器负压腔内还周向分布设有多个第二通油腔道，第二通油腔道的两端分别与第二过压保护膜和第二测量腔连接，相邻的两个第一通油腔道之间以及相邻的两个第二通油腔道之间分别通过支通油腔道连接，且所述第一通油腔道、第二通油腔道和支通油腔道内填充有硅油。

作为本发明进一步的方案：所述第一测量腔的腔壁上设有多个用于对第一隔离波纹片进行支撑固定的第一加固凸块，第二测量腔的腔壁上设有多个用于对第二隔离波纹片进行支撑固定的第二加固凸块。

作为本发明进一步的方案：所述第一通油腔道和第二通油腔道均周向均匀分布设有三个，多个第一通油腔道和第二通油腔道均水平设置，且相邻两个第一通油腔道之间的夹角以及相邻两个第二通油腔道之间的夹角均为60°，中间的一个第一通油腔道和第二通油腔道共轴线设置，且中间的一个第一通油腔道垂直连接于第一过压保护膜的中心位置，中间的一个第二通油腔道垂直连接于第二过压保护膜的中心位置。

作为本发明进一步的方案：所述支通油腔道为圆弧形结构，相邻两个第一通油腔道之间的支通油腔道两端分别对应连接于两个第一通油腔道的中间位置，相邻两个第二通油腔道之间的支通油腔道两端分别对应连接于两个第二通油腔道的中间位置。

作为本发明进一步的方案：中间的一个第一通油腔道的上侧中部还连接有第一充油管道，第一充油管道从传感器壳体的顶部伸出，且第一充油管道和传感器壳体的顶部密封固定连接，第一充油管道的上端还可拆卸安装有第一密封盖。

作为本发明进一步的方案：中间的一个第二通油腔道的上侧中部还连接有第二充油管道，第二充油管道从传感器壳体的顶部伸出，且第二充油管道和传感器壳体的顶部密封固定连接，第二充油管道的上端还可拆卸安装有第二密封盖。

作为本发明进一步的方案：所述单晶硅传感器芯片的外侧还配合安装有环形隔离保护垫，环形隔离保护垫的外壁与中隔板连接，环形隔离保护垫的内壁与单晶硅传感器芯片连接，且所述环形隔离保护垫采用抗静电绝缘材质制成。

作为本发明进一步的方案：所述中隔板的上部还设有一个传感器连接通道，传感器连接通道靠近单晶硅传感器芯片的一侧设有芯片硅膜区。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：

该高稳定性单晶硅压差传感器，在传感器壳体的内侧中部设置中隔板，以及将单晶硅传感器芯片安装于中隔板中部，能够提升单晶硅传感器芯片的检测稳定可靠性；单晶硅传感器芯片在正负压力的作用下会发生微小的形变，从而导致单晶硅传感器芯片内部的桥路电阻的阻值发生变化，进而导致其产生的电流输出随之发生变化，以测量出传感器两端的压力差，通过第一通油腔道和第二通油腔道的周向均匀分布设置，且相邻的两个第一通油腔道之间以及相邻的两个第二通油腔道之间分别通过支通油腔道连接，能够提升单晶硅传感器芯片的测量准确性和精度，使其可适用于更为复杂的工况，值得推广。

附图说明

图1为本发明实施例的主视剖视结构示意图。

图2为本发明实施例中第一通油腔道部分的立体结构示意图。

图3为本发明实施例的俯视结构示意图。

图4为图1中A部分的放大结构示意图。

图中：1-第一隔离波纹片安装口，2-第二隔离波纹片安装口，3-第一加固凸块，4-第二加固凸块，5-第一隔离波纹片，6-第二隔离波纹片，7-第一测量腔，8-第二测量腔，9-传感器正压腔，10-传感器负压腔，11-环形隔离保护垫，12-中隔板，13-传感器壳体，14-第一过压保护膜，15-单晶硅传感器芯片，16-第二过压保护膜，17-第一通油腔道，18-第一充油管道，19-第一密封盖，20-第二密封盖，21-第二充油管道，22-第二通油腔道，23-传感器连接通道，24-支通油腔道，25-芯片硅膜区。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

实施例1

请参阅图1-2，本发明实施例中，一种高稳定性单晶硅压差传感器，包括传感器壳体13，所述传感器壳体13的内侧中部设有中隔板12，中隔板12的中部安装有单晶硅传感器芯片15，单晶硅传感器芯片15的左右侧空间分别为传感器正压腔9和传感器负压腔10，所述单晶硅传感器芯片15的左右两侧还分别配合连接有第一过压保护膜14和第二过压保护膜16，所述传感器正压腔9远离第一过压保护膜14的一侧设有第一测量腔7，第一测量腔7的端口第一隔离波纹片安装口1处安装有第一隔离波纹片5，所述传感器负压腔10远离第二过压保护膜16的一侧设有第二测量腔8，第二测量腔8的端口第二隔离波纹片安装口2处安装有第二隔离波纹片6，所述传感器正压腔9内还周向分布设有多个第一通油腔道17，第一通油腔道17的两端分别与第一过压保护膜14和第一测量腔7连接，传感器负压腔10内还周向分布设有多个第二通油腔道22，第二通油腔道22的两端分别与第二过压保护膜16和第二测量腔8连接，相邻的两个第一通油腔道17之间以及相邻的两个第二通油腔道22之间分别通过支通油腔道24连接，且所述第一通油腔道17、第二通油腔道22和支通油腔道24内填充有硅油。

在本发明的实施例中，在传感器壳体13的内侧中部设置中隔板12，以及将单晶硅传感器芯片15安装于中隔板12中部，能够提升单晶硅传感器芯片15的检测稳定可靠性；单晶硅传感器芯片15在正负压力的作用下会发生微小的形变，从而导致单晶硅传感器芯片15内部的桥路电阻的阻值发生变化，进而导致其产生的电流输出随之发生变化，以测量出传感器两端的压力差，通过第一通油腔道17和第二通油腔道22的周向均匀分布设置，且相邻的两个第一通油腔道17之间以及相邻的两个第二通油腔道22之间分别通过支通油腔道24连接，能够提升单晶硅传感器芯片15的测量准确性和精度，使其可适用于更为复杂的工况，值得推广。

实施例2

请参阅图1-4，本实施例与实施例1的不同之处在于：

本实施例中，所述第一测量腔7的腔壁上设有多个用于对第一隔离波纹片5进行支撑固定的第一加固凸块3，第二测量腔8的腔壁上设有多个用于对第二隔离波纹片6进行支撑固定的第二加固凸块4，通过第一加固凸块3和第二加固凸块4的设置，可提升第一隔离波纹片5和第二隔离波纹片6的应用可靠性和效果。

本实施例中，所述第一通油腔道17和第二通油腔道22均周向均匀分布设有三个，多个第一通油腔道17和第二通油腔道22均水平设置，且相邻两个第一通油腔道17之间的夹角以及相邻两个第二通油腔道22之间的夹角均为60°，中间的一个第一通油腔道17和第二通油腔道22共轴线设置，且中间的一个第一通油腔道17垂直连接于第一过压保护膜14的中心位置，中间的一个第二通油腔道22垂直连接于第二过压保护膜16的中心位置，提升其压力输送效果。

所述支通油腔道24为圆弧形结构，相邻两个第一通油腔道17之间的支通油腔道24两端分别对应连接于两个第一通油腔道17的中间位置，相邻两个第二通油腔道22之间的支通油腔道24两端分别对应连接于两个第二通油腔道22的中间位置，提升整体的应用效果。

中间的一个第一通油腔道17的上侧中部还连接有第一充油管道18，第一充油管道18从传感器壳体13的顶部伸出，且第一充油管道18和传感器壳体13的顶部密封固定连接，第一充油管道18的上端还可拆卸安装有第一密封盖19；中间的一个第二通油腔道22的上侧中部还连接有第二充油管道21，第二充油管道21从传感器壳体13的顶部伸出，且第二充油管道21和传感器壳体13的顶部密封固定连接，第二充油管道21的上端还可拆卸安装有第二密封盖20，通过第一充油管道18和第二充油管道21的设置，还向第一通油腔道17和第二通油腔道22填充硅油，应用方便。

本实施例中，所述单晶硅传感器芯片15的外侧还配合安装有环形隔离保护垫11，环形隔离保护垫11的外壁与中隔板12连接，环形隔离保护垫11的内壁与单晶硅传感器芯片15连接，且所述环形隔离保护垫11采用抗静电绝缘材质制成，所述中隔板12的上部还设有一个传感器连接通道23，传感器连接通道23靠近单晶硅传感器芯片15的一侧设有芯片硅膜区25，通过传感器连接通道23和芯片硅膜区25的设置，便于单晶硅传感器芯片15的电性连接，使得整体应用更加可靠；另外，单晶硅传感器芯片15的具体型号及电路连接不作具体限定，在实际应用时可灵活设置。

涉及到的电路、电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件程序的改进。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种高稳定性单晶硅压差传感器，包括传感器壳体(13)，其特征在于：

所述传感器壳体(13)的内侧中部设有中隔板(12)，中隔板(12)的中部安装有单晶硅传感器芯片(15)，单晶硅传感器芯片(15)的左右侧空间分别为传感器正压腔(9)和传感器负压腔(10)；

所述单晶硅传感器芯片(15)的左右两侧还分别配合连接有第一过压保护膜(14)和第二过压保护膜(16)，所述传感器正压腔(9)远离第一过压保护膜(14)的一侧设有第一测量腔(7)，第一测量腔(7)的端口第一隔离波纹片安装口(1)处安装有第一隔离波纹片(5)，所述传感器负压腔(10)远离第二过压保护膜(16)的一侧设有第二测量腔(8)，第二测量腔(8)的端口第二隔离波纹片安装口(2)处安装有第二隔离波纹片(6)；

所述传感器正压腔(9)内还周向分布设有多个第一通油腔道(17)，第一通油腔道(17)的两端分别与第一过压保护膜(14)和第一测量腔(7)连接，传感器负压腔(10)内还周向分布设有多个第二通油腔道(22)，第二通油腔道(22)的两端分别与第二过压保护膜(16)和第二测量腔(8)连接，相邻的两个第一通油腔道(17)之间以及相邻的两个第二通油腔道(22)之间分别通过支通油腔道(24)连接，且所述第一通油腔道(17)、第二通油腔道(22)和支通油腔道(24)内填充有硅油。

2.根据权利要求1所述的高稳定性单晶硅压差传感器，其特征在于，所述第一测量腔(7)的腔壁上设有多个用于对第一隔离波纹片(5)进行支撑固定的第一加固凸块(3)，第二测量腔(8)的腔壁上设有多个用于对第二隔离波纹片(6)进行支撑固定的第二加固凸块(4)。

3.根据权利要求1或2所述的高稳定性单晶硅压差传感器，其特征在于，所述第一通油腔道(17)和第二通油腔道(22)均周向均匀分布设有三个，多个第一通油腔道(17)和第二通油腔道(22)均水平设置，且相邻两个第一通油腔道(17)之间的夹角以及相邻两个第二通油腔道(22)之间的夹角均为60°，中间的一个第一通油腔道(17)和第二通油腔道(22)共轴线设置，且中间的一个第一通油腔道(17)垂直连接于第一过压保护膜(14)的中心位置，中间的一个第二通油腔道(22)垂直连接于第二过压保护膜(16)的中心位置。

4.根据权利要求3所述的高稳定性单晶硅压差传感器，其特征在于，所述支通油腔道(24)为圆弧形结构，相邻两个第一通油腔道(17)之间的支通油腔道(24)两端分别对应连接于两个第一通油腔道(17)的中间位置，相邻两个第二通油腔道(22)之间的支通油腔道(24)两端分别对应连接于两个第二通油腔道(22)的中间位置。

5.根据权利要求4所述的高稳定性单晶硅压差传感器，其特征在于，中间的一个第一通油腔道(17)的上侧中部还连接有第一充油管道(18)，第一充油管道(18)从传感器壳体(13)的顶部伸出，且第一充油管道(18)和传感器壳体(13)的顶部密封固定连接，第一充油管道(18)的上端还可拆卸安装有第一密封盖(19)。

6.根据权利要求4所述的高稳定性单晶硅压差传感器，其特征在于，中间的一个第二通油腔道(22)的上侧中部还连接有第二充油管道(21)，第二充油管道(21)从传感器壳体(13)的顶部伸出，且第二充油管道(21)和传感器壳体(13)的顶部密封固定连接，第二充油管道(21)的上端还可拆卸安装有第二密封盖(20)。

7.根据权利要求1所述的高稳定性单晶硅压差传感器，其特征在于，所述单晶硅传感器芯片(15)的外侧还配合安装有环形隔离保护垫(11)，环形隔离保护垫(11)的外壁与中隔板(12)连接，环形隔离保护垫(11)的内壁与单晶硅传感器芯片(15)连接，且所述环形隔离保护垫(11)采用抗静电绝缘材质制成。

8.根据权利要求7所述的高稳定性单晶硅压差传感器，其特征在于，所述中隔板(12)的上部还设有一个传感器连接通道(23)，传感器连接通道(23)靠近单晶硅传感器芯片(15)的一侧设有芯片硅膜区(25)。

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