CN202033149U - 高真空精密气体压力传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高真空精密气体压力传感器，包括主壳体、分隔板、控制阀组件和压力测量组件，主壳体的顶端接有上封口压盖，主壳体的下部设置有接线板，主壳体上设置有电缆引线连接口和真空通道，真空通道的端部接有刀口法兰，刀口法兰上接有活套法兰，分隔板上设有多个气孔通道；控制阀组件包括波纹管、阀封口压片、阀门开关调节螺杆和旋钮手轮，阀封口压片的底端设有O形密封圈一；压力测量组件包括压差传感器芯片、信号传输导线和玻璃密封导电引线，压差传感器芯片上的基准气嘴与上真空室连通，压差传感器芯片上的压力测量气嘴处在下真空室中。本实用新型密封性能好，真空度高，测量精度高，测量重复性好，成本低，便于推广使用。

Description

高真空精密气体压力传感器

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，尤其是涉及一种高真空精密气体压力传感器。

背景技术

目前在真空设备中常用的压力传感器有：真空压力表(负压表)、硅绝压传感器和U型压力计等。

真空压力表和硅绝压传感器，其测量范围分别为0-0.1MPa和0-110KPa(绝对压力)，当在高真空设备中使用时，这两种传感器存在有三大缺点：1.器件和接口的连接达不到真空密封技术要求；2.气体压力测量精度差，分辨率大于仪表满量程的0.2％，最小误差200Pa以上，不适于要求严格的气体压力精密测量；3.长期处于真空中，工作器件传感元件容易疲劳，造成仪表测量重复性差，并影响其测量的准确度。

U型压力计是在真空系统中测量充气压力的主要器件，水银U型压力计每毫米汞柱高度等于1乇或133Pa的压力，眼睛观察精确度约100Pa，而硅油U型压力计每毫米油柱高度等于1/12.7乇约10Pa，测量精度能提高一个数量级，但它们的缺点是：1.在高真空度时易产生水银或硅油蒸气污染真空系统和影响真空产品质量；2.如果操作不当有可能造成汞柱或油柱返冲，破坏U型压力计，严重时影响真空系统的使用；3.测量读数只能用眼睛观测。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高真空精密气体压力传感器，其设计合理，密封性能好，真空度高，测量精度高，测量重复性好，成本低，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高真空精密气体压力传感器，其特征在于：包括主壳体、设置在主壳体内且与主壳体为一体的用于将主壳体内的空间分隔成上真空室与下真空室的分隔板、设置在上真空室内的控制阀组件和设置在下真空室内的压力测量组件，所述主壳体的顶端通过螺栓和无氧铜压环连接有上封口压盖，所述主壳体的下部设置有接线板，位于接线板底端的主壳体上设置有电缆引线连接口，位于上真空室位置处的主壳体的侧壁上设置有真空通道，所述真空通道的端部连接有刀口法兰，所述刀口法兰上连接有活套法兰，所述分隔板的侧边位置处设置有多个用于连通上真空室与下真空室的气孔通道；所述控制阀组件包括连接在上封口压盖底端的波纹管和连接在波纹管底端的阀封口压片，所述阀封口压片的顶端连接有穿过波纹管的阀门开关调节螺杆，所述阀门调节螺杆穿过设置在上封口压盖几何中心位置处的螺纹孔并与设置在主壳体的旋钮手轮连接，所述阀封口压片的底端设置有O形密封圈一；所述压力测量组件包括压差传感器芯片、连接在压差传感器芯片输出端引脚上的信号传输导线和与信号传输导线相接且穿过接线板的玻璃密封导电引线，所述压差传感器芯片上的基准气嘴穿过设置在分隔板几何中心位置处的连接孔与上真空室连通并通过空心压铆螺丝和O形密封圈二与分隔板相固定，所述压差传感器芯片上的压力测量气嘴处在下真空室中。

上述的高真空精密气体压力传感器，其特征在于：所述气孔通道为四个。

上述的高真空精密气体压力传感器，其特征在于：所述压差传感器芯片为扩散硅微压差传感器芯片SM5611或SM5612。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型在传感器主壳体内设计了两个真空室，上真空室通过真空通道与真空系统相通，下真空室内装入压力测量组件，压力测量组件中压差传感器芯片的基准气嘴与上真空室连通并由上真空室中的控制阀组件控制，压差传感器芯片的压力测量气嘴处在下真空室中，上、下真空室通过气孔通道相连通，压差传感器芯片的输出端引脚通过信号传输导线和玻璃密封导电引线从下真空室底部引出到主壳体外部，可与显示仪器的接口连接，当打开控制阀组件时，上、下真空室的压力一致，该气体压力传感器输出信号始终为零，只有关闭控制阀，才能测量充入气体的压力，设计合理。

2、本实用新型的密封性能好，真空性能可达到4×10-6Pa以上，能充分满足超高真空的需求。

3、本实用新型可以根据所需充气压力的范围选用合适的压差传感器芯片，能大大提高气体压力测量精度，当选择量程为0-2KPa的压差传感器芯片时，该气体压力传感器的测量精度为±0.1％，误差小于±2Pa；另外，本实用新型的测量数据可以通过显示仪器进行显示，减小了人为眼睛观测读数带来的误差，测量精度高。

4、本实用新型从大气压到高真空度范围内压差传感器芯片受力平衡，不易疲劳，测量重复性好。

5、本实用新型的实现成本低，便于推广使用。

综上所述，本实用新型设计合理，密封性能好，真空度高，测量精度高，测量重复性好，解决了现有技术所存在的真空密封性能差、测量精度差，分辨率低、容易疲劳、测量重复性差、测量读数只能用眼睛观测、容易造成真空系统污染等缺陷和不足，成本低，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明：

1-主壳体；    2-上真空室；    3-下真空室；

4-分隔板；         5-螺栓；           6-无氧铜压环；

7-上封口压盖；     8-电缆引线连接口； 9-真空通道；

10-刀口法兰；      11-活套法兰；      12-气孔通道；

13-波纹管；        14-阀封口压片；    15-阀门开关调节螺

杆；

16-旋钮手轮；      17-O形密封圈一；   18-压差传感器芯片；

18-1-基准气嘴；    18-2-压力测量气嘴；19-信号传输导线；

20-玻璃密封导电引  21-空心压铆螺丝；  22-O形密封圈二；

线；

23-接线板。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括主壳体1、设置在主壳体1内且与主壳体1为一体的用于将主壳体1内的空间分隔成上真空室2与下真空室3的分隔板4、设置在上真空室内2的控制阀组件和设置在下真空室内3的压力测量组件，所述主壳体1的顶端通过螺栓5和无氧铜压环6连接有上封口压盖7，所述主壳体1的下部设置有接线板23，位于接线板23底端的主壳体1上设置有电缆引线连接口8，位于上真空室2位置处的主壳体1的侧壁上设置有真空通道9，所述真空通道9的端部连接有刀口法兰10，所述刀口法兰10上连接有活套法兰11，所述分隔板4的侧边位置处设置有多个用于连通上真空室2与下真空室3的气孔通道12；所述控制阀组件包括连接在上封口压盖5底端的波纹管13和连接在波纹管13底端的阀封口压片14，所述阀封口压片14的顶端连接有穿过波纹管13的阀门开关调节螺杆15，所述阀门调节螺杆15穿过设置在上封口压盖5几何中心位置处的螺纹孔并与设置在主壳体1外的旋钮手轮16连接，所述阀封口压片14的底端设置有O形密封圈一17；所述压力测量组件包括压差传感器芯片18、连接在压差传感器芯片18输出端引脚上的信号传输导线19和与信号传输导线19相接且穿过接线板23的玻璃密封导电引线20，所述压差传感器芯片18上的基准气嘴18-1穿过设置在分隔板4几何中心位置处的连接孔与上真空室2连通并通过空心压铆螺丝21和O形密封圈二22与分隔板4相固定，所述压差传感器芯片18上的压力测量气嘴18-2处在下真空室3中。

本实施例中，所述气孔通道12为四个。所述压差传感器芯片18为扩散硅微压差传感器芯片SM5611或SM5612。

使用本实用新型进行压力测量时，首先通过刀口法兰10和活套法兰11将上真空室2与真空排充气系统相连通，主壳体1内的气体通过真空通道9排出，当主壳体1内部真空度达到要求后，拧旋钮手轮16，通过阀门开关调节螺杆15旋紧阀封口压片14，将压差传感器芯片18上的基准气嘴18-1封闭，形成真空室，作为零点基准；充入气体时，气体通过真空通道9进入，同时通过气孔通道12从上真空室2流入到下真空室3，并流入压差传感器芯片18上的压力测量气嘴18-2，此时压差传感器芯片18上的基准气嘴18-1和压力测量气嘴18-2两个气嘴产生压差，即可测量充气气体的压力，压差传感器芯片18所测量到的压力信号通过与压差传感器芯片18的输出端引脚连接的信号传输导线19和玻璃密封导电引线20传输到显示仪器上进行显示。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种高真空精密气体压力传感器，其特征在于：包括主壳体(1)、设置在主壳体(1)内且与主壳体(1)为一体的用于将主壳体(1)内的空间分隔成上真空室(2)与下真空室(3)的分隔板(4)、设置在上真空室内(2)的控制阀组件和设置在下真空室内(3)的压力测量组件，所述主壳体(1)的顶端通过螺栓(5)和无氧铜压环(6)连接有上封口压盖(7)，所述主壳体(1)的下部设置有接线板(23)，位于接线板(23)底端的主壳体(1)上设置有电缆引线连接口(8)，位于上真空室(2)位置处的主壳体(1)的侧壁上设置有真空通道(9)，所述真空通道(9)的端部连接有刀口法兰(10)，所述刀口法兰(10)上连接有活套法兰(11)，所述分隔板(4)的侧边位置处设置有多个用于连通上真空室(2)与下真空室(3)的气孔通道(12)；所述控制阀组件包括连接在上封口压盖(5)底端的波纹管(13)和连接在波纹管(13)底端的阀封口压片(14)，所述阀封口压片(14)的顶端连接有穿过波纹管(13)的阀门开关调节螺杆(15)，所述阀门调节螺杆(15)穿过设置在上封口压盖(5)几何中心位置处的螺纹孔并与设置在主壳体(1)外的旋钮手轮(16)连接，所述阀封口压片(14)的底端设置有O形密封圈一(17)；所述压力测量组件包括压差传感器芯片(18)、连接在压差传感器芯片(18)输出端引脚上的信号传输导线(19)和与信号传输导线(19)相接且穿过接线板(23)的玻璃密封导电引线(20)，所述压差传感器芯片(18)上的基准气嘴(18-1)穿过设置在分隔板(4)几何中心位置处的连接孔与上真空室(2)连通并通过空心压铆螺丝(21)和O形密封圈二(22)与分隔板(4)相固定，所述压差传感器芯片(18)上的压力测量气嘴(18-2)处在下真空室(3)中。

2.按照权利要求1所述的高真空精密气体压力传感器，其特征在于：所述气孔通道(12)为四个。

3.按照权利要求1所述的高真空精密气体压力传感器，其特征在于：所述压差传感器芯片(18)为扩散硅微压差传感器芯片SM5611或SM5612。

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