CN204043843U - 差压传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种硅差压传感器，包括正、负差压基座(3、7)，其外侧设有正、负腔隔离膜片(1、8)，其内侧设有带有中心孔的环形过载保护膜片(4)，负差压基座上部设有带负腔横孔油道(12)的芯片管座(10)，硅芯片封装在该芯片管座内；过载保护膜片外缘与正、负差压基座的外缘焊接密封，其内缘和负差压基座内缘之间设有密封连接以实现正负腔隔离密封；硅芯片的正向测试端通过正、负差压基座中的正腔油路通道及环形过载保护膜片的中心孔中充灌的正腔硅油与正腔隔离膜片导通，硅芯片的负向测试端通过正、负差压基座中的负腔油路通道及芯片管座的负腔横孔油道和芯片管座的负腔中心纵向油道(11)中充灌的负腔硅油与负腔隔离膜片导通。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种差压传感器，尤其是具备单向过压保护的差压传感器。
背景技术
目前，公知的具有单向过压保护的差压传感器有多种结构形式，虽然均具备保护硅差压芯片的功能，但是公知的这些带过压保护的差压传感器结构复杂，零件数量多，从而导致材料和制造成本高，制造工艺也复杂，大规模生产效率低。
实用新型内容
为克服现有的带单向过压保护的差压传感器成本高，制造工艺复杂的不足，本实用新型提供一种新颖的单向过压保护差压传感器。该差压传感器内部安装有带中心孔的环形过载保护膜片以及带有负腔横孔油道的芯片管座，从而使得在仅有两片差压基座的情况下，实现了正腔硅油回路和负腔硅油回路在传感器内部的顺畅传压；同时正腔隔离膜片、正腔硅油、带中心孔的环形过载保护膜片、负腔硅油和负腔隔离膜片的同方向加压联动效果很好地实现了单向过压保护硅差压芯片的目的。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
按本实用新型的具备单向过压保护的差压传感器，包括正差压基座和负差压基座，在正差压基座和负差压基座中设有正腔油路通道和负腔油路通道，在正差压基座的外侧上设有正腔隔离膜片和在负差压基座的外侧上设有负腔隔离膜片，在正差压基座和负差压基座之间设有带有中心孔的环形过载保护膜片，在负差压基座的上部中设有带有负腔横孔油道和负腔中心纵向油道的芯片管座，硅芯片封装在该芯片管座内；环形过载保护膜片的外缘与正差压基座的外缘和负差压基座的外缘焊接密封，例如通过同时高温金属融化来实现连接和密封；环形过载保护膜片的内缘和负差压基座的内缘之间设有密封连接以实现正负腔隔离密封。
在本实用新型中，环形过载膜片的一侧和正差压基座形成一个硅油腔体，这个硅油腔体与正腔油路通道相通；环形过载膜片的另一侧和负差压基座形成另一个硅油腔体，这另一个硅油腔体与负腔油路通道相通。环形过载膜片可以在正、负腔硅油差压的作用下发生左右位移。
在本实用新型中，在正差压基座和负差压基座的外侧上均设有可传递差压的隔离膜片，在正差压基座和负差压基座的之间设有带中心孔的环形隔离膜片，负差压基座的上部中设置有带有负腔横孔油道的芯片管座。硅芯片封装在这个带有负腔横孔油道的芯片管座内。硅芯片的正向测试端通过油路中充灌的正腔硅油与正腔隔离膜片导通，硅芯片的负向测试端通过油路中充灌的负腔硅油与负腔隔离膜片导通。在测量差压过程中，当发生单向过压时，在外界压力的作用下正腔隔离膜片、正腔硅油、带中心孔的环形过载保护膜片、负腔硅油和负腔隔离膜片发生同方向联动，向低压侧移动，使高压一侧的隔离膜片和差压基座内壁重合，使得高压侧硅油全部赶入差压基座内，无法向硅芯片进一步传递更高的差压值，最终避免过压传递到差压硅片上，有效地实现了保护硅差压芯片的目的。
本实用新型的技术方案还可以采用其它的压力传递介质，例如氟油、植物油、白油。
在本实用新型中，芯片管座中的负腔横孔油道和中心纵向油道直接将负腔油路通道中硅油引入到硅芯片的负腔侧，起到传压的作用，从而简化了芯片管座设计和安装方式。
按照一种有利的实施形式，在环形过载保护膜片的内缘和负差压基座的内缘之间填充有铜密封垫片来实现密封连接。
按照一种有利的实施形式，在环形过载保护膜片的内缘与负差压基座的内缘之间设有焊接连接来实现密封连接。
按照一种有利的实施形式，所述焊接连接为激光焊接、氩弧焊焊接、电子束焊接、电阻焊接或等离子焊接连接。
按照一种有利的实施形式，在芯片管座的外侧上设有正腔充油管道和负腔充油管道。硅油从正腔充油管道和负腔充油管道分别充入到正腔油路通道和负腔油路通道内，将充油管道的头部封头焊接处理后，即实现了硅油与外界隔离密封的效果。
按照一种有利的实施形式，在正差压基座或负差压基座中设有正腔充油孔和正腔顶丝钢珠以及负腔充油孔和负腔顶丝钢珠。硅油从正腔充油孔和负腔充油孔分别充入到正腔油路通道和负腔油路通道内，将正腔顶丝钢珠和负腔顶丝钢珠拧紧处理后，即实现了硅油与外界隔离密封的效果。
本实用新型的有益效果是，这种硅差压传感器的设计方式在过压情况下能有效地保护硅差压芯片，并且结构和制造工艺简单，成本低，大规模生产效率高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是按照本实用新型的一种实施形式的结构原理图；
图2是按照本实用新型的另一种实施形式的结构原理图。
图中1.正腔隔离膜片，2.正腔硅油，3.正差压基座，4.带中心孔的环形过载保护膜片，5.铜密封垫片，6.负腔硅油，7.负差压基座，8.负腔隔离膜片，9.硅差压芯片，10.含充油管道的带有负腔横孔油道的芯片管座，11.芯片管座的负腔中心纵向油道，12.芯片管座的负腔横孔油道，13.正腔充油管道，14.负腔充油管道，15.无充油管道的带有负腔横孔油道的芯片管座，16.內缘焊接部位，17.负腔充油孔，18.负腔顶丝钢珠，19.正腔顶丝钢珠，20.正腔充油孔，21.凹陷。
具体实施方式
在图1中示出按本实用新型的具备单向过压保护的差压传感器，包括正差压基座3和负差压基座7，在正差压基座3和负差压基座7中设有正腔油路通道和负腔油路通道，在正差压基座3的外侧上设有正腔隔离膜片1和在负差压基座7的外侧上设有负腔隔离膜片8，在正差压基座3和负差压基座7之间设有带有中心孔的环形过载保护膜片4，在负差压基座7的上部中设有带有负腔横孔油道12和负腔中心纵向油道11的芯片管座10，硅芯片封装在该芯片管座10内。
在图1中，设置在正差压基座3外侧上的正腔隔离膜片1将外界的压力传递给正腔硅油2，正腔硅油2通过带中心孔的环形过载保护膜片4的中心孔以及正差和负差压基座中的正腔油路通道向硅差压芯片9的正向测试端传递正侧压力；设置在负差压基座7外侧上的负腔隔离膜片8将外界的压力传递给负腔硅油6，负腔硅油6通过正差和负差压基座中的负腔油路通道以及芯片管座10的负腔横孔油道12和芯片管座10的负腔中心纵向油道11向差压硅片9的负向测试端传递负侧压力，从而硅差压芯片9测试正侧压力与负侧压力之间的差压。
在图1中，在负差压基座7上设有凹陷21，在凹陷21中设有铜密封垫片5，在差压传感器的装配状态中，正差压基座3顶紧环形过载保护膜片4使得铜密封垫片5在负差压基座7的凹陷21内压缩变形，以实现负差压基座7和环形过载保护膜片4的內缘密封隔离的目的，即起到正负腔隔离密封的效果。
在图1中，在正差压基座3和负差压基座7之间设有带中心孔的环形过载保护膜片4。将带中心孔的环形过载保护膜片4的外缘与正差压基座3的外缘和负差压基座7的外缘焊接密封，例如通过同时高温金属融化来实现连接和密封，从而起到正、负腔隔离密封的效果、以及和外界隔离密封的效果。
在图1中，在负差压基座7的上部中设有含充油管道的、带有负腔横孔油道12和负腔中心纵向油道11的芯片管座10。在芯片管座10的外侧上设有正腔充油管道13和负腔充油管道14。正腔硅油2通过正腔充油管道13充灌入正腔油路通道内，然后将正腔充油管道13头部焊接来将正腔硅油2密封在正腔油路通道内部；负腔硅油6通过负腔充油管道14充灌入负腔油路通道内，然后由将负腔充油管道14头部焊接来将负腔硅油6密封在负腔油路通道内部。
在图1中，当正腔侧过压时，差压产生的推力引起正腔隔离膜片1、带中心孔的环形过载保护膜片4和负腔隔离膜片8发生同方向联动(在图1中为向右)，并导致正腔外隔离膜片1和正差压基座3内壁重合，同时负腔隔离膜片8向外鼓出，从而使正腔硅油2全部赶入正腔油路通道内，无法向差压硅片9进一步传递更高的差压值，最终实现正向过压保护的目的；同样当负腔侧过压时，差压产生的推力引起负腔隔离膜片8、带中心孔的环形过载保护膜片4和正腔腔隔离膜片1发生同方向联动(在图1中为向左)，并导致负腔外隔离膜片8和负差压基座7内壁重合，同时正腔隔离膜片1向外鼓出，从而使负腔硅油6全部赶入负腔油路通道内，无法向差压硅片9进一步传递更高的差压值，最终实现负向过压保护的目的。
在图2中，为提升带中心孔的环形过载保护膜片4的内缘和负差压基座7的内缘之间的密封效果，也可采用金属相互融化焊接密封的方法，即将带中心孔的环形过载保护膜片4的内缘和负差压基座7的內缘的焊接部位16处的金属在高温下相互融化后焊接密封，具体焊接方式可以是激光焊接、氩弧焊焊接、电子束焊接、电阻焊接、等离子焊接。
在图2中，为达到简化芯片管座的目的，可以采用无充油管道的带有负腔横孔油道12的芯片管座15，其无充油管道配置。在负差压基座7中设有正腔充油孔20和负腔充油孔17。备选地，也可以是在正差压基座3中设有正腔充油孔和负腔充油孔。正腔硅油2通过正腔充油孔20充灌入正腔油路通道内，然后由正腔顶丝钢珠19将正腔硅油2密封在正腔油路通道内部；负腔硅油6通过负腔充油孔17充灌入负腔油路通道内，然后由负腔顶丝钢珠18将负腔硅油6密封在负腔油路通道内部。
Claims (6)
1.一种具备单向过压保护的差压传感器，包括正差压基座(3)和负差压基座(7)，在正差压基座(3)和负差压基座(7)中设有正腔油路通道和负腔油路通道，在正差压基座(3)的外侧上设有正腔隔离膜片(1)和在负差压基座(7)的外侧上设有负腔隔离膜片(8)，在正差压基座(3)和负差压基座(7)之间设有带有中心孔的环形过载保护膜片(4)，在负差压基座(7)的上部中设有带有负腔横孔油道(12)和负腔中心纵向油道(11)的芯片管座(10)，硅芯片封装在该芯片管座(10)内；环形过载保护膜片(4)的外缘与正差压基座(3)的外缘和负差压基座(7)的外缘焊接密封，环形过载保护膜片(4)的内缘和负差压基座(7)的内缘之间设有密封连接以实现正负腔隔离密封。
2.如权利要求1所述的差压传感器，其特征在于，在环形过载保护膜片(4)的内缘和负差压基座(7)的内缘之间填充有铜密封垫片(5)来实现密封连接。
3.如权利要求1所述的差压传感器，其特征在于，在环形过载保护膜片(4)的内缘与负差压基座(7)的内缘之间设有焊接连接来来实现密封连接。
4.如权利要求3所述的差压传感器，其特征在于，所述焊接连接为激光焊接、氩弧焊焊接、电子束焊接、电阻焊接或等离子焊接连接。
5.如权利要求1所述的差压传感器，其特征在于，在芯片管座(10)的外侧上设有正腔充油管道(13)和负腔充油管道(14)。
6.如权利要求1所述的差压传感器，其特征在于，在正差压基座(3)或负差压基座(7)中设有正腔充油孔(20)和正腔顶丝钢珠(19)以及负腔充油孔(17)和负腔顶丝钢珠(18)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20141224 |