CN116296035A - 一种mcs绝压和密封表压传感器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种MCS绝压和密封表压传感器及其制作方法，涉及压力传感器制作技术的领域，其包括MCS压力传感器本体以及MCS背压腔壳体，MCS压力传感器本体包括弹性体外壳以及感压膜片，弹性体外壳的两端开口设置，感压膜片覆设在弹性体外壳一端的端部开口上，感压膜片上刻蚀有惠斯通电桥；感压膜片位于惠斯通电桥上的位置设置有引线；MCS背压腔壳体上留有供弹性体外壳插入的配合腔，MCS背压腔壳体的端部设置有孔型可伐针，引线穿过孔型可伐针后二者之间通过焊接密封；MCS背压腔壳体的端部还开设有通气孔，通气孔在MCS背压腔壳体内抽真空或加注惰性气体后焊接密封。本申请具有改善密封表压型和绝压型压力传感器的制作难度的问题的效果。
Description
技术领域
本申请涉及压力传感器制作技术的领域，尤其是涉及一种MCS绝压和密封表压传感器及其制作方法。
背景技术
目前, 压力传感器主要用于测量流体的压力、液位、差压、流量或重量，并广泛应用于现代生活、工业控制、汽车、石油化工、船舶、航空航天等诸多领域。随着MCS技术压力传感器的应用越来越来广泛，客户对MCS技术压力传感器的应用形式和要求也越来越多，有的需要绝压型，有的需要密封表压型，还有的需要差压型，不同型号的压力传感器有不同的使用场景。
由于表压型压力传感器在工作时，其背压腔必须和大气相通才能正常工作。但是在户外、潮湿、气压变化比较大的环境下，空气中的雨水、湿气、雾气、凝露、有害介质等就会通过背压腔的大气通道进入传感器内部，对传感器的电路形成伤害，所以在此情况下如果用表压型产品就缩短压力传感器的寿命，有些或者根本就没法准确测量，这种情况下只能选用密封表压或绝压传感器。还有就是航空、航天、航海领域由于使用环境极其恶劣和复杂，环境压力变化大、盐雾非常严重，这种环境只能选用绝压型压力传感器才能准确的测量流体的压力，通过流体的压力再换算成重量、加速度、速度、高度等参数。
针对上述中的相关技术，申请人认为，绝压型和密封表压型压力传感器由于使用场景的不同，其制作要求也相对应的增加，比如绝压型的压力传感器需要内部为真空，而密封表压型压力传感器需要内部充斥惰性气体，如何设计密封表压型压力传感器以及绝压型传感器成为了现在亟待解决的一个技术难题，而且绝压型和密封表压型压力传感器的制作难度也进一步增加。
发明内容
为了改善密封表压型和绝压型压力传感器的制作难度的问题，本申请的目的是提供一种MCS绝压和密封表压传感器及其制作方法。
第一方面，本申请提供的一种MCS绝压和密封表压传感器采用如下的技术方案：
一种MCS绝压和密封表压传感器，包括MCS压力传感器本体以及MCS背压腔壳体，所述MCS压力传感器本体包括弹性体外壳以及感压膜片，所述弹性体外壳的两端开口设置，所述感压膜片覆设在弹性体外壳一端的端部开口上，所述感压膜片上刻蚀有惠斯通电桥；所述感压膜片位于惠斯通电桥上的位置设置有引线；所述MCS背压腔壳体上留有供弹性体外壳插入的配合腔，所述MCS背压腔壳体的端部设置有孔型可伐针，所述引线穿过孔型可伐针后二者之间通过焊接密封；所述MCS背压腔壳体的端部还开设有通气孔，所述通气孔在MCS背压腔壳体内抽真空或加注惰性气体后焊接密封。
通过采用上述技术方案，将引线穿过孔型可伐针后进行焊接密封，这时MCS背压腔壳体内的背压腔只通过通气孔与外界连通，这时通过通气孔在MCS背压腔壳体内抽真空后立即将通气孔焊接密封，这时便能够让MCS背压腔壳体的背压腔内形成真空环境，从而能够方便地制作成MCS绝压型压力传感器；同样地，通过通气孔在MCS背压腔壳体内注入惰性气体后让MCS背压腔壳体内的背压腔处于标准大气压的压力下，这时立即将通气孔焊接密封，便能够制作成MCS密封表压型压力传感器；这样设置后，不仅能够让MCS绝压型压力传感器和MCS密封表压型压力传感器制作更为简单，而且MCS绝压型压力传感器和MCS密封表压型压力传感器也能够轻松实现设计并且进行使用。
可选的，所述弹性体外壳以及MCS压力传感器本体的截面形状为圆形。
通过采用上述技术方案，圆形的截面形状能够让传感器的适用性提升，方便安装到所需的各个位置。
可选的，所述弹性体外壳的侧壁上留有贴合槽，所述弹性体外壳插入到所述MCS背压腔壳体的配合腔内后，所述贴合槽与所述MCS背压腔壳体的内壁贴合，且所述弹性体外壳的外壁与所述MCS背压腔壳体的外壁处于同一圆周面。
通过采用上述技术方案，将MCS背压腔壳体与弹性体外壳对接后，贴合槽与MCS背压腔壳体的内壁贴合，这时弹性体外壳的外壁与MCS背压腔壳体的外壁则会处于同一圆周面上，使得整个传感器的外壁表面更加光滑无凸起，提高传感器的外表平整度。
可选的，所述MCS背压腔壳体的端部开设有针孔，所述孔型可伐针与所述针孔插接配合，且所述孔型可伐针与所述针孔之间的缝隙处填充有玻璃粉。
通过采用上述技术方案，在孔型可伐针与针孔之间的缝隙处填充有玻璃粉后，将玻璃粉加热熔化并冷却固化后，玻璃粉能够起到对孔型可伐针与针孔之间的粘结作用，让孔型可伐针牢牢地固定在针孔内；并且玻璃粉固化后也能够有绝缘作用，提高孔型可伐针与针孔之间的绝缘性。
可选的，所述感压膜片为箔材料制成。
通过采用上述技术方案，箔材料是极薄的金属片，并且自身具备气密、遮光、耐磨蚀等特性，是作为感压膜片最佳的选择之一。
可选的，所述弹性体外壳为热处理钢板制成。
通过采用上述技术方案，通过热处理钢板制成弹性体外壳，能够让弹性体外壳本身的硬度增加，提升整个传感器的质量。
可选的，所述感压膜片通过粘接胶连接在弹性体外壳上。
通过采用上述技术方案，粘接胶连接方便快捷，提高弹性体外壳与感压膜片之间的连接效率。
第二方面，本申请提供的MCS绝压和密封表压传感器的制作方法采用如下的技术方案：
步骤一：将弹性体钢板以及一些箔材料进行热处理后，将弹性体钢板以及箔材料通过涂覆粘接胶粘接在一起，随即在弹性体钢板上没有粘接箔材料的面上加工多个大小相同的盲孔，把每一个盲孔底部对应面上的箔材料刻蚀成惠斯通电桥；
步骤二：以盲孔为单位将弹性体钢板分隔成一个一个的MCS压力传感器毛坯，每个MCS压力传感器毛坯的大小相同；
步骤三：在每个MCS压力传感器毛坯上的惠斯通电桥处焊接引线，每个惠斯通电桥上焊接四根引线，从而构成MCS压力传感器本体；
步骤四：加工MCS背压腔壳体，MCS背压腔壳体的一端开口、另一端封口设置，在MCS背压腔壳体的端壁上加工针孔，针孔的数量与引线的数量相同，在针孔内插入孔型可伐针，孔型可伐针的位置与引线的位置相对应；
步骤五：再在MCS背压腔壳体的端壁上的中心位置加工通气孔，通气孔内同样地插入孔型可伐针；
步骤六：在通气孔与孔型可伐针之间的缝隙处、孔型可伐针和MCS背压腔壳体的针孔的缝隙处均填充上玻璃粉，并将MCS背压腔壳体放置于加热设备中，使玻璃粉熔化，随即再冷却静置后直至玻璃粉固化，完成MCS背压腔壳体的制作；
步骤七：将MCS压力传感器本体的四根引线从MCS背压腔壳体的四个孔型可伐针中穿过后，把MCS压力传感器本体和MCS背压腔壳体焊接在一起，即将弹性体外壳贴合在MCS背压腔壳体上的贴合槽的位置进行焊接；
步骤八：将MCS压力传感器本体和MCS背压腔壳体的焊接组合件放入真空箱中，抽真空后把MCS背压腔壳体上的通气孔焊接上，即让MCS背压腔壳体内的背压腔始终保持真空状态，从而形成MCS绝压传感器；
步骤九：将MCS压力传感器本体和MCS背压腔壳体的焊接组合件放入真空箱中，向真空箱中加注一个标准大气压力(101.325kPa)的氩气后，把MCS背压腔壳体上的通气孔焊接上，即让MCS背压腔壳体内的背压腔中始终保持一个标准大气压的压力，从而形成MCS密封表压传感器。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1. 将引线穿过孔型可伐针后进行焊接密封，这时MCS背压腔壳体内的背压腔只通过通气孔与外界连通，这时通过通气孔在MCS背压腔壳体内抽真空后立即将通气孔焊接密封，这时便能够让MCS背压腔壳体的背压腔内形成真空环境，从而能够方便地制作成MCS绝压型压力传感器；同样地，通过通气孔在MCS背压腔壳体内注入惰性气体后让MCS背压腔壳体内的背压腔处于标准大气压的压力下，这时立即将通气孔焊接密封，便能够制作成MCS密封表压型压力传感器；这样设置后，不仅能够让MCS绝压型压力传感器和MCS密封表压型压力传感器制作更为简单，而且MCS绝压型压力传感器和MCS密封表压型压力传感器也能够轻松实现设计并且进行使用；
2.解决了MCS压力传感器在极端恶劣环境下使用的难题；
3.解决了应变式压力传感器制作密封表压传感器或绝压传感器的难题。
附图说明
图1是本申请实施例的用于展示MCS压力传感器本体的侧视图及主视图；
图2是本申请实施例的用于展示制作好的传感器的侧视图及主视图。
图中，1、MCS压力传感器本体；11、弹性体外壳；111、贴合槽；12、感压膜片；2、MCS背压腔壳体；21、配合腔；22、通气孔；23、针孔；3、引线；4、孔型可伐针。
具体实施方式
以下结合附图1-附图2，对本申请作进一步详细说明。
一种MCS绝压和密封表压传感器，参照图1、2，包括MCS压力传感器本体1以及MCS背压腔壳体2；其中，MCS压力传感器本体1包括弹性体外壳11以及感压膜片12，弹性体外壳11的截面形状以及MCS背压腔壳体2的形状在本实施例中为圆形；在其它实施例中，也可以为三角形、方形以及其它多边形；弹性体外壳11的内部中空且两端开口，而感压膜片12则覆设在弹性体外壳11的其中一个端部开口上；感压膜片12由箔材料制成，弹性体外壳11由热处理的钢板制作而成，感压膜片12通过粘接胶连接在弹性体外壳11上；感压膜片12上刻蚀有惠斯通电桥，感压膜片12位于惠斯通电桥上的位置设置有引线3，引线3为直线状态。
结合图1、2，MCS背压腔壳体2上留有配合腔21，配合腔21能供弹性体外壳11插入，并且在弹性体外壳11插入到配合腔21内，配合腔21内会形成背压腔，即用于后续进行抽真空以及注入氩气的背压腔；在MCS背压腔壳体2的端部设置有孔型可伐针4，引线3穿过孔型可伐针4后二者之间通过焊接密封；具体地，MCS背压腔壳体2的端部开设有针孔23，孔型可伐针4与针孔23插接配合，且孔型可伐针4与所述针孔23之间的缝隙处填充有玻璃粉；在本实施例中，针孔23在MCS背压腔壳体2的端壁上开设有四个，且每个针孔23在MCS背压腔壳体2的端壁上所处的位置与引线3在感压膜片12上所处的位置相一致，四个针孔23在MCS背压腔壳体2的端壁上以中心位置为基准两两对称设置；在MCS背压腔壳体2的端壁中心还开设有通气孔22，通气孔22在MCS背压腔壳体2内抽真空或加注惰性气体后焊接密封；在本实施例中，加注的惰性气体为氩气；同样地，通气孔22上也插设有孔型可伐针4，并且在通气孔22与孔型可伐针4之间也填充有玻璃粉；在孔型可伐针4与针孔23之间的缝隙处、通气孔22与孔型可伐针4之间都填充上玻璃粉后，将玻璃粉加热熔化并冷却固化后，玻璃粉能够起到对孔型可伐针4与针孔23之间的粘结作用，让孔型可伐针4牢牢地固定在针孔23内；并且玻璃粉固化后也能够有绝缘作用，提高孔型可伐针4与针孔23之间的绝缘性。
将引线3穿过孔型可伐针4后进行焊接密封，这时MCS背压腔壳体2内的背压腔只通过通气孔22与外界连通，这时通过通气孔22在MCS背压腔壳体2内抽真空后立即将通气孔22焊接密封，这时便能够让MCS背压腔壳体2的背压腔内形成真空环境，从而能够方便地制作成MCS绝压型压力传感器；同样地，通过通气孔22在MCS背压腔壳体2内注入惰性气体后让MCS背压腔壳体2内的背压腔处于标准大气压的压力下，这时立即将通气孔22焊接密封，便能够制作成MCS密封表压型压力传感器；这样设置后，不仅能够让MCS绝压型压力传感器和MCS密封表压型压力传感器制作更为简单，而且MCS绝压型压力传感器和MCS密封表压型压力传感器也能够轻松实现设计并且进行使用。
一种MCS绝压和密封表压传感器的制作方法，结合图1、2，包括以下步骤：
步骤一：将弹性体钢板以及一些箔材料进行热处理后，将弹性体钢板以及箔材料通过涂覆粘接胶粘接在一起，随即在弹性体钢板上没有粘接箔材料的面上加工多个大小相同的盲孔，把每一个盲孔底部对应面上的箔材料刻蚀成惠斯通电桥；
步骤二：以盲孔为单位将弹性体钢板分隔成一个一个的MCS压力传感器毛坯，每个MCS压力传感器毛坯的大小相同；
步骤三：在每个MCS压力传感器毛坯上的惠斯通电桥处焊接引线3，每个惠斯通电桥上焊接四根引线3，四根引线3分别用不同颜色进行区分；在本实施例中，四根引线3分别为黑线、蓝线、白线以及红线，黑线代表激励E-，蓝线代表信号S+，白线代表信号S-，红线代表激励E+，最终构成MCS压力传感器本体1；
步骤四：加工MCS背压腔壳体2，MCS背压腔壳体2的一端开口、另一端封口设置，在MCS背压腔壳体2的端壁上加工针孔23，针孔23的数量与引线3的数量相同，在针孔23内插入孔型可伐针4，孔型可伐针4的位置与引线3的位置相对应；
步骤五：再在MCS背压腔壳体2的端壁上的中心位置加工通气孔22，通气孔22内同样地插入孔型可伐针4；
步骤六：在通气孔22与孔型可伐针4之间的缝隙处、孔型可伐针4和MCS背压腔壳体2的针孔23的缝隙处均填充上玻璃粉，并将MCS背压腔壳体2放置于加热设备中，使玻璃粉熔化，随即再冷却静置后直至玻璃粉固化，完成MCS背压腔壳体2的制作；
步骤七：将MCS压力传感器本体1的四根引线3从MCS背压腔壳体2的四个孔型可伐针4中穿过后，把MCS压力传感器本体1和MCS背压腔壳体2焊接在一起，即将弹性体外壳11贴合在MCS背压腔壳体2上的贴合槽111的位置进行焊接，焊接后MCS压力传感器本体1以及MCS背压腔壳体2便会形成一个完整的传感器雏形，MCS压力传感器本体1和MCS背压腔壳体2之间则会形成一个中空的背压腔；
步骤八：将MCS压力传感器本体1和MCS背压腔壳体2的焊接组合件放入真空箱中，抽真空后把MCS背压腔壳体2上的通气孔22上的孔型可伐针4的端部开口焊接上，即让MCS背压腔壳体2内的背压腔始终保持真空状态，从而形成MCS绝压传感器；
步骤九：将MCS压力传感器本体1和MCS背压腔壳体2的焊接组合件放入真空箱中，向真空箱中加注一个标准大气压力(101.325kPa)的氩气后，把MCS背压腔壳体2上的通气孔22上的孔型可伐针4的端部开口焊接上，即让MCS背压腔壳体2内的背压腔中始终保持一个标准大气压的压力，从而形成MCS密封表压传感器。
本申请实施例的实施原理为：将引线3穿过孔型可伐针4后进行焊接密封，这时MCS背压腔壳体2内的背压腔只通过通气孔22与外界连通，这时通过通气孔22在MCS背压腔壳体2内抽真空后立即将通气孔22焊接密封，这时便能够让MCS背压腔壳体2的背压腔内形成真空环境，从而能够方便地制作成MCS绝压型压力传感器；同样地，通过通气孔22在MCS背压腔壳体2内注入惰性气体后让MCS背压腔壳体2内的背压腔处于标准大气压的压力下，这时立即将通气孔22焊接密封，便能够制作成MCS密封表压型压力传感器；这样设置后，不仅能够让MCS绝压型压力传感器和MCS密封表压型压力传感器制作更为简单，而且MCS绝压型压力传感器和MCS密封表压型压力传感器也能够轻松实现设计并且进行使用；值得注意的是，在附图1中，从侧视角度看引线3，其实只能看到两根引线3，但为了表示本申请中感压膜片12上设有四根引线3，在视图上进行了引线3的错位表示，从而能看到四根引线3。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种MCS绝压和密封表压传感器，其特征在于，包括MCS压力传感器本体(1)以及MCS背压腔壳体(2)，所述MCS压力传感器本体(1)包括弹性体外壳(11)以及感压膜片(12)，所述弹性体外壳(11)的两端开口设置，所述感压膜片(12)覆设在弹性体外壳(11)一端的端部开口上，所述感压膜片(12)上刻蚀有惠斯通电桥；所述感压膜片(12)位于惠斯通电桥上的位置设置有引线(3)；所述MCS背压腔壳体(2)上留有供弹性体外壳(11)插入的配合腔(21)，所述MCS背压腔壳体(2)的端部设置有孔型可伐针(4)，所述引线(3)穿过孔型可伐针(4)后二者之间通过焊接密封；所述MCS背压腔壳体(2)的端部还开设有通气孔(22)，所述通气孔(22)在MCS背压腔壳体(2)内抽真空或加注惰性气体后焊接密封。
2.根据权利要求1所述的一种MCS绝压和密封表压传感器，其特征在于，所述弹性体外壳(11)以及MCS压力传感器本体(1)的截面形状为圆形。
3.根据权利要求2所述的一种MCS绝压和密封表压传感器，其特征在于，所述弹性体外壳(11)的侧壁上留有贴合槽(111)，所述弹性体外壳(11)插入到所述MCS背压腔壳体(2)的配合腔(21)内后，所述贴合槽(111)与所述MCS背压腔壳体(2)的内壁贴合，且所述弹性体外壳(11)的外壁与所述MCS背压腔壳体(2)的外壁处于同一圆周面。
4.根据权利要求1所述的一种MCS绝压和密封表压传感器，其特征在于，所述MCS背压腔壳体(2)的端部开设有针孔(23)，所述孔型可伐针(4)与所述针孔(23)插接配合，且所述孔型可伐针(4)与所述针孔(23)之间的缝隙处填充有玻璃粉。
5.根据权利要求1所述的一种MCS绝压和密封表压传感器，其特征在于，所述感压膜片(12)为箔材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种MCS绝压和密封表压传感器，其特征在于，所述弹性体外壳(11)为热处理钢板制成。
7.根据权利要求1所述的一种MCS绝压和密封表压传感器，其特征在于，所述感压膜片(12)通过粘接胶连接在弹性体外壳(11)上。
8.一种基于权利要求1-7任意一项MCS绝压和密封表压传感器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将弹性体钢板以及一些箔材料进行热处理后，将弹性体钢板以及箔材料通过涂覆粘接胶粘接在一起，随即在弹性体钢板上没有粘接箔材料的面上加工多个大小相同的盲孔，把每一个盲孔底部对应面上的箔材料刻蚀成惠斯通电桥；
步骤二：以盲孔为单位将弹性体钢板分隔成一个一个的MCS压力传感器毛坯，每个MCS压力传感器毛坯的大小相同；
步骤三：在每个MCS压力传感器毛坯上的惠斯通电桥处焊接引线(3)，每个惠斯通电桥上焊接四根引线(3)，从而构成MCS压力传感器本体(1)；
步骤四：加工MCS背压腔壳体(2)，MCS背压腔壳体(2)的一端开口、另一端封口设置，在MCS背压腔壳体(2)的端壁上加工针孔(23)，针孔(23)的数量与引线(3)的数量相同，在针孔(23)内插入孔型可伐针(4)，孔型可伐针(4)的位置与引线(3)的位置相对应；
步骤五：再在MCS背压腔壳体(2)的端壁上的中心位置加工通气孔(22)，通气孔(22)内同样地插入孔型可伐针(4)；
步骤六：在通气孔(22)与孔型可伐针(4)之间的缝隙处、孔型可伐针(4)和MCS背压腔壳体(2)的针孔(23)的缝隙处均填充上玻璃粉，并将MCS背压腔壳体(2)放置于加热设备中，使玻璃粉熔化，随即再冷却静置后直至玻璃粉固化，完成MCS背压腔壳体(2)的制作；
步骤七：将MCS压力传感器本体(1)的四根引线(3)从MCS背压腔壳体(2)的四个孔型可伐针(4)中穿过后，把MCS压力传感器本体(1)和MCS背压腔壳体(2)焊接在一起，即将弹性体外壳(11)贴合在MCS背压腔壳体(2)上的贴合槽(111)的位置进行焊接；
步骤八：将MCS压力传感器本体(1)和MCS背压腔壳体(2)的焊接组合件放入真空箱中，抽真空后把MCS背压腔壳体(2)上的通气孔(22)焊接上，即让MCS背压腔壳体(2)内的背压腔始终保持真空状态，从而形成MCS绝压型压力传感器；
步骤九：将MCS压力传感器本体(1)和MCS背压腔壳体(2)的焊接组合件放入真空箱中，向真空箱中加注一个标准大气压力(101.325kPa)的氩气后，把MCS背压腔壳体(2)上的通气孔(22)焊接上，即让MCS背压腔壳体(2)内的背压腔中始终保持一个标准大气压的压力，从而形成MCS密封表压型压力传感器。
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