CN208606931U - 一种高稳定性单晶硅压差传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高稳定性单晶硅压差传感器，属于传感器领域。一种高稳定性单晶硅压差传感器，单晶硅传感器芯片左右两端分别与传感器正压腔和负压腔固定连接，传感器正压腔上设置有正压腔进油管，传感器负压腔设置有负压腔进油管，单晶硅传感器芯片通过传感器连接通道A与传感器接口A连接，通过传感器连接通道与传感器接口B连接；传感器正压腔左端设置有压力变送器A，其通过测量管路A与单晶硅传感器芯片固定连接，传感器负压腔右端设置有压力变送器B，其通过测量管路B与单晶硅传感器芯片固定连接；使用本实用新型能够使得压差传感器的静压性能得到改善，并且能够在比较复杂的工况下工作。

Description

一种高稳定性单晶硅压差传感器

技术领域

本实用新型涉及传感器领域，更具体地说，涉及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；在现有技术中的的压差传感器在检测的过程中，往往由于传感器的内部结构以及芯片的布局，导致传感器的静压性能不佳，从而导致传感器在工作过程中的工作稳定性不佳，同时，传统的压差传感器的过压性能通常由传感器芯片而决定，进而导致压差传感器的过压性能受限，难以使得传感器适应更为复杂的工作环境。

实用新型内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的以下问题：

（1）现有的压差传感器静压性能不佳。

本实用新型的目的在于提供一种高稳定性单晶硅压差传感器，它可以解决以上技术问题。

2.技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种高稳定性单晶硅压差传感器，包括传感器正压腔和传感器负压腔，所述传感器正压腔右侧与单晶硅传感器芯片左侧固定连接，所述单晶硅传感器芯片右侧与传感器负压腔左侧固定连接，所述传感器正压腔上端左侧设置有正压腔进油管，所述传感器负压腔上端右侧设置有负压腔进油管，所述传感器正压腔和传感器负压腔里设置有硅油，所述单晶硅传感器芯片与传感器接口A之间通过传感器连接通道A固定连接，所述单晶硅传感器芯片与传感器接口B之间通过传感器连接通道B固定连接；所述传感器正压腔内部左端设置有压力变送器A，所述压力变送器A右侧中部与测量管路A一端固定连接，所述测量管路A另一端与单晶硅传感器芯片左侧中部固定连接，所述传感器负压腔内部右端设置有压力变送器B，所述压力变送器B左侧中部与测量管路B一端固定连接，所述测量管路B另一端与单晶硅传感器芯片右侧中部固定连接。

优选地，所述单晶硅传感器芯片上端与传感器连接通道A之间设置有芯片硅膜区A，所述单晶硅传感器芯片下端与传感器连接通道B之间设置有芯片硅膜区B；通过这样的设置，实现了单晶硅传感器芯片的安装，硅膜材质亦可适用于传感器连接通道A和传感器连接通道B的安装与布局，从而使得传感器内部可实现更为便捷的安装与调试。

优选地，所述传感器正压腔左侧设置有隔离波纹片A，所述传感器负压腔右侧设置有隔离波纹片B；通过这样的设置，可通过隔离波纹片A和隔离波纹片B将传感器壳体外部的被测介质与传感器壳体内部的硅油相互隔离，以保证传感器的工作性能。

优选地，所述传感器正压腔和单晶硅传感器芯片之间设置有过压保护膜A，所述传感器负压腔和单晶硅传感器芯片之间设置有过压保护膜B；通过这样的设置，使得单晶硅传感器芯片得以受到保护，改善它的过压性能，可以加强传感器的检测时的稳定性，使其可适用于更为复杂的工况。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型通过设置传感器正压腔和传感器负压腔，在使用本实用新型提出的压差传感器的时候，首先通过正压腔进油管和负压腔进油管将硅油注入传感器内部，使得传感器正压腔和传感器负压腔内部充满用于传到压力的硅油，在实际测量过程中，通过将传感器置于被测介质中，以使得被测介质对传感器正压腔形成正压力，同时对传感器负压腔形成负压力，正压力在压力变送器A的作用下经由测量管路A传送至单晶硅传感器芯片的左侧，负压力在压力变送器B的作用下经由测量管路B传送至单晶硅传感器芯片的右侧，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；

（2）本实用新型还设置有隔离波纹片和过压保护膜，在传感器正压腔和传感器负压腔里充满的硅油能够实现对压力的无损传递，以实现对压力差的精确测量，从而能够有效的改善压差传感器的静压性能，进而能够使得压差传感器的工作稳定性得以提高，隔离波纹片A和隔离波纹片B则可以将传感器壳体外部的被测介质与传感器壳体内部的硅油相互隔离，以保证传感器的工作性能，而过压保护膜A和过压保护膜B使得单晶硅传感器芯片得以受到保护，改善它的过压性能，可以加强传感器的检测时的稳定性，使其可适用于更为复杂的工况。

附图说明

图1为本实用新型的传感器整体结构示意图；

图2为本实用新型的传感器俯视结构示意图；

图3为本实用新型的传感器左视结构示意图。

图中标号说明：

1、传感器正压腔；2、传感器负压腔；3、单晶硅传感器芯片；4、传感器接口A；5、传感器接口B；6、传感器连接通道A；7、传感器连接通道B；8、芯片硅膜区A；9、芯片硅膜区B；10、过压保护膜A；11、过压保护膜B；12、正压腔进油管；13、负压腔进油管；14、硅油；15、压力变送器A；16、压力变送器B；17、隔离波纹片A；18、隔离波纹片B；19、测量管路A；20、测量管路B。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图；对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：一种高稳定性单晶硅压差传感器，包括传感器正压腔1和传感器负压腔2，传感器正压腔1右侧与单晶硅传感器芯片3左侧固定连接，单晶硅传感器芯片3右侧与传感器负压腔2左侧固定连接，传感器正压腔1上端左侧设置有正压腔进油管12，传感器负压腔2上端右侧设置有负压腔进油管13，传感器正压腔1和传感器负压腔2里设置有硅油14，单晶硅传感器芯片3与传感器接口A4之间通过传感器连接通道A6固定连接，单晶硅传感器芯片3与传感器接口B5之间通过传感器连接通道B7固定连接；传感器正压腔1内部左端设置有压力变送器A15，压力变送器A15右侧中部与测量管路A19一端固定连接，测量管路A19另一端与单晶硅传感器芯片3左侧中部固定连接，传感器负压腔2内部右端设置有压力变送器B16，压力变送器B16左侧中部与测量管路B20一端固定连接，测量管路B20另一端与单晶硅传感器芯片3右侧中部固定连接；单晶硅传感器芯片3上端与传感器连接通道A6之间设置有芯片硅膜区A8，单晶硅传感器芯片3下端与传感器连接通道B7之间设置有芯片硅膜区B9；

通过这样的设置，在使用本实用新型提出的压差传感器的时候，首先通过正压腔进油管12和负压腔进油管13将硅油14注入传感器内部，使得传感器正压腔1和传感器负压腔2内部充满用于传到压力的硅油14，在实际测量过程中，通过将传感器置于被测介质中，以使得被测介质对传感器正压腔1形成正压力，同时对传感器负压腔2形成负压力，正压力在压力变送器A15的作用下经由测量管路A19传送至单晶硅传感器芯片3的左侧，负压力在压力变送器B16的作用下经由测量管路B20传送至单晶硅传感器芯片3的右侧，单晶硅传感器芯片3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3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。

实施例2：基于实施例1但有所不同的是，传感器正压腔1左侧设置有隔离波纹片A17，传感器负压腔2右侧设置有隔离波纹片B18；传感器正压腔1和单晶硅传感器芯片3之间设置有过压保护膜A10，传感器负压腔2和单晶硅传感器芯片3之间设置有过压保护膜B11；

通过这样的设置，在传感器正压腔1和传感器负压腔2里充满的硅油14能够实现对压力的无损传递，以实现对压力差的精确测量，从而能够有效的改善压差传感器的静压性能，进而能够使得压差传感器的工作稳定性得以提高，隔离波纹片A17和隔离波纹片B18则可以将传感器壳体外部的被测介质与传感器壳体内部的硅油14相互隔离，以保证传感器的工作性能，而过压保护膜A10和过压保护膜B11使得单晶硅传感器芯片3得以受到保护，改善它的过压性能，可以加强传感器的检测时的稳定性，使其可适用于更为复杂的工况。

以上所述；仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内；根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本实用新型的保护范围内。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (4)

1.一种高稳定性单晶硅压差传感器，包括传感器正压腔（1）和传感器负压腔（2），其特征在于：所述传感器正压腔（1）右侧与单晶硅传感器芯片（3）左侧固定连接，所述单晶硅传感器芯片（3）右侧与传感器负压腔（2）左侧固定连接，所述传感器正压腔（1）上端左侧设置有正压腔进油管（12），所述传感器负压腔（2）上端右侧设置有负压腔进油管（13），所述传感器正压腔（1）和传感器负压腔（2）里设置有硅油（14），所述单晶硅传感器芯片（3）与传感器接口A（4）之间通过传感器连接通道A（6）固定连接，所述单晶硅传感器芯片（3）与传感器接口B（5）之间通过传感器连接通道B（7）固定连接；

所述传感器正压腔（1）内部左端设置有压力变送器A（15），所述压力变送器A（15）右侧中部与测量管路A（19）一端固定连接，所述测量管路A（19）另一端与单晶硅传感器芯片（3）左侧中部固定连接，所述传感器负压腔（2）内部右端设置有压力变送器B（16），所述压力变送器B（16）左侧中部与测量管路B（20）一端固定连接，所述测量管路B（20）另一端与单晶硅传感器芯片（3）右侧中部固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种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（3）上端与传感器连接通道A（6）之间设置有芯片硅膜区A（8），所述单晶硅传感器芯片（3）下端与传感器连接通道B（7）之间设置有芯片硅膜区B（9）。

3.根据权利要求1所述的一种高稳定性单晶硅压差传感器，其特征在于：所述传感器正压腔（1）左侧设置有隔离波纹片A（17），所述传感器负压腔（2）右侧设置有隔离波纹片B（18）。

4.根据权利要求1所述的一种高稳定性单晶硅压差传感器，其特征在于：所述传感器正压腔（1）和单晶硅传感器芯片（3）之间设置有过压保护膜A（10），所述传感器负压腔（2）和单晶硅传感器芯片（3）之间设置有过压保护膜B（11）。