CN1546969A - 锰铜－康铜复合拉氏压力传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种锰铜一康铜复合拉氏压力传感器及其制造方法，该传感器由几何尺寸相同，形状完全重合的锰铜箔和康铜箔复合而成，中间隔有绝缘层。其制造方法是将锰铜箔和康铜箔清洗、干燥，在高温和加压下，分别在两种箔材的一面分别压上水溶性抗蚀干膜；经曝光机曝光后，膜靠膜地复合在一起，在同样的加温和加压下，将复合箔的另两面分别压上水溶性抗蚀干膜；将其插入具有完全相同形状且完全重合的两片具有传感器形状的底片之间曝光；再显影，未曝光部分与碱液反应水溶性抗蚀干膜被去掉，对应的锰铜箔和康铜箔的表面显露出来，再送入腐蚀机，去掉露出表面的部分箔材，用稀硫酸漂洗、清水冲洗，烘干备用。本发明可用于任意动高压流场压力测量，测量准确可靠。

Description

锰铜-康铜复合拉氏压力传感器及其制造方法

技术领域：本发明涉及一种可用于任意动高压流场测量的拉氏压力传感器及其制造方法。

背景技术：锰铜具有压阻效应。在高压测量，特别是动态高压测量中常使用锰铜箔式压力传感器。由于其很薄，很轻，在动高压流场测量时，它将跟随流场质点一起运动，因此，又称其为拉格朗日(简称拉氏)压力传感器。由于绝大多数动高压流场都是非一维的，因此处于动高压流场中的锰铜拉氏压力传感器，除了压力使其电阻率发生变化之外，流场的非一维性将使其发生拉伸或扭曲变形，也使其电阻率发生变化。两者叠加在一起，使传感器不能测出真正的压力值。因此，单纯的锰铜拉氏压力传感器只能用于一维平面动高压流场的测量，大大限制了这种传感器的应用范围。

康铜具有与锰铜相近的物理-力学性能，但其没有压阻效应，它在动高压流场中只有拉伸或扭曲变形所产生的电阻率变化。因此将其与锰铜拉氏传感器进行对称组合，可进行轴对称动高压流场的压力测量。实际上将锰铜-康铜组合拉氏压力传感器的几何对称中心置于动高压流场的对称轴上，也是相当困难的。而且实际中的动高压流场，或者待测区域大多是非轴对称的。

发明内容：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题提供一种可用于任意动高压流场压力测量的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器及其制造方法。

本发明的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器，其特征在于它由几何尺寸相同，形状完全重合的锰铜箔和康铜箔复合而成，中间隔有绝缘层。

作为本发明传感器的进一步改进，所述的绝缘层为水溶性抗蚀干膜，所述锰铜箔和康铜箔的几何形状可为H型。所述锰铜箔和康铜箔的外表层压有水溶性抗蚀干膜和聚脂薄膜作为外保护层。

本发明的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器的制造方法，其步骤如下：将锰铜箔和康铜箔清洗干净，干燥后送入压膜机，在高温和加压条件下，分别在两种箔材的一面分别压上水溶性抗蚀干膜；将它们在曝光机上全部曝光后，膜靠膜地复合在一起，再送入压膜机，在同样的加温和加压条件下，将锰铜和康铜的复合箔的另两面分别压上水溶性抗蚀干膜；将其插入具有相同形状，而且重合的两片具有传感器形状的底片之间进行曝光；再送入显影机，未曝光部分与碱液反应水溶性抗蚀干膜被去掉，对应的锰铜箔和康铜箔的表面显露出来，再将其送入腐蚀机，去掉露出表面的部分箔材，用稀硫酸漂洗，再用清水冲洗，烘干备用。

作为本发明传感器制造方法的进一步改进，其特征在于将上述成品再送入压膜机，在加温和加压条件下，在锰铜和康铜复合箔的两面压上水溶性抗蚀干膜和聚脂薄膜或其他保护层，在切割机上去掉四周的连接部分，制成所需几何形状的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器。所述加压温度可为130～170℃。所述水溶性抗蚀干膜厚度可为0.02～0.04mm。所述聚脂薄膜厚度为0.05～0.10mm。

附图说明：

图1为本发明传感器实施例的正视图；

图2为本发明传感器实施例的俯视图；

图3为图2的局部放大图；

图4为本发明传感器输出信号记录曲线图：

图中a为锰铜部分输出信号曲线；

图中b为康铜部分输出信号曲线。

具体实施方式：如图1～3所示，本发明的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器，其特征在于它由几何尺寸相同，形状重合的锰铜箔1和康铜箔2复合而成，中间隔有绝缘层3。所述绝缘层3为水溶性抗蚀干膜。所述锰铜箔1和康铜箔2的几何形状为H。所述锰铜箔1和康铜箔2的外表层压有水溶性抗蚀干膜4和聚脂薄膜5作为外保护层。

锰铜-康铜复合拉氏压力传感器，原则上是两个空间位置完全重合的独立传感器，可加工成任意几何形状，如H型，П型，O型和螺旋型等，但都是采用四端电路，其中两端为电源端，电压较高，由于锰铜和康铜之间的绝缘层很薄，必须采用同电位，同相位的供电方法，或同一电源供电方法，以保证任何时刻、任何位置，锰铜与康铜之间的电位差很小。另两端为信号端，分别接记录仪，分别记录锰铜部分的输出信号(见图4曲线a)和康铜部分的输出信号(见图4曲线b)。

利用以下公式可得到压力随时间的变化曲线

其中

P(t)＝α·ΔR(t)                (1)

$\mathrm{\ΔR}\left(t\right)=\frac{\mathrm{\ΔR}{\left(t\right)}_m}{R_{\mathrm{mo}}}-\frac{K_m}{K_c}\·\frac{{\mathrm{\ΔR}\left(t\right)}_c}{R_{\mathrm{co}}}----\left(2\right)$

a：为锰铜的压阻系数，一般是压力P的函数

K_m，K_c：分别为锰铜和康铜的拉伸系数

R_mo，R_co：分别为锰铜和康铜的基电压信号

ΔR(t)_m，ΔR(t)_c：分别为锰铜和康铜的测量电压信号。

利用本发明的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器，可测量任意动高压流场中任意拉格朗日位置上压力随时间的变化过程，在轴对称动高压流场中，康铜部分的信号不仅能配合锰铜部分的信号，得到压力信号，而且还提供了该位置径向位移的信号。在一维平面动高压流场中，康铜部分的信号可以监测流场的一维平面性，从而确保实验结果的正确性。

本发明的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器的制造方法如下：将锰铜箔1和康铜箔2，先后用去污粉、5％的稀硫酸和丙酮清洗干净，干燥后，送入压膜机，在130～170℃和加压条件下，分别在两种箔材的一面分别压上厚度为0.02-0.04mm厚的水溶性抗蚀干膜作为绝缘层3，将它们在曝光机上全部曝光后，膜靠膜地复合在一起，再送入压膜机，在同样的加温和加压条件下，将锰铜和康铜的复合箔的另两面分别压上水溶性抗蚀干膜4，将其插入具有完全相同形状，而且完全重合的两片具有传感器形状的底片之间进行曝光再送入显影机，未曝光部分与碱液反应，水溶性抗蚀干膜4被去掉，对应的锰铜箔和康铜箔的表面显露出来，再将其送入腐蚀机，去掉露出表面的部分箔材，用5％稀硫酸漂洗，再用清水冲洗，烘干后再送入压膜机，在加温和加压条件下，在锰铜和康铜复合箔的两面压上0.02～0.04mm水溶性抗蚀干膜4和0.05-0.10mm厚的聚脂薄膜5，在切割机上去掉四周的连接部分，制成所需几何形状的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器。

Claims (10)

1、一种锰铜-康铜复合拉氏压力传感器，其特征在于它由几何尺寸相同，形状完全重合的锰铜箔和康铜箔复合而成，中间隔有绝缘层。

2、根据权利要求1所述的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器，其特征在于，所述绝缘层为水溶性抗蚀干膜。

3、根据权利要求1或2所述的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器，其特征在于所述锰铜箔和康铜箔的几何形状为H。

4、根据权利要求1或2所述的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器，其特征在于所述锰铜箔和康铜箔的外表层压有水溶性抗蚀干膜和聚脂薄膜作为外保护层。

5、根据权利要求3所述的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器，其特征在于，所述锰铜箔和康铜箔的外表层压有水溶性抗蚀干膜和聚脂薄膜作为外保护层。

6、一种如权利要求1所述锰铜-康铜复合拉氏压力传感器的制造方法，其特征在于，它的步骤如下：将锰铜箔和康铜箔清洗干净，干燥后送入压膜机，在高温和加压条件下，分别在两种箔材的一面分别压上水溶性抗蚀干膜；将它们在曝光机上全部曝光后，膜靠膜地复合在一起，再送入压膜机，在同样的加温和加压条件下，将锰铜和康铜的复合箔的另两面分别压上水溶性抗蚀干膜；将其插入具有完全相同形状，而且完全重合的两片具有传感器形状的底片之间进行曝光；再送入显影机，未曝光部分与碱液反应水溶性抗蚀干膜被去掉，对应的锰铜箔和康铜箔的表面显露出来，再将其送入腐蚀机，去掉露出表面的部分箔材，用5％稀硫酸漂洗，再用清水冲洗，烘干备用。

7、根据权利要求6所述的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器的制造方法，其特征在于将上述成品再送入压膜机，在加温和加压条件下，在锰铜和康铜复合箔的两面压上水溶性抗蚀干膜和聚脂薄膜或其他保护层，在切割机上去掉四周的连接部分，制成所需几何形状的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器。

8、根据权利要求6或7所述的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器的制造方法，其特征在于所述加压温度为130～170℃。

9、根据权利要求8所述的的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器的制造方法，其特征在于所述水溶性抗蚀干膜厚度为0.02～0.04mm。

10、根据权利要求9所述的锰铜-康铜复合拉氏压力传感器的制造方法，其特征在于所述聚脂薄膜厚度为0.05～0.10mm。

Images