CN2898795Y - 高温蓝宝石压力变送器 - Google Patents
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Abstract
高温蓝宝石压力变送器，包括传感器、散热器、大规模专用信号调理电路和温度补偿电路，所述传感器为硅－蓝宝石压力传感器，传感器的应变效应由硅异质外延在蓝宝石膜片上产生。大规模专用信号调理电路设置在变送器线路板上，采用两线制变送器模块IC，本传感器密封安装在变送器金属外壳中部，外壳前端设金属散热片，传感器上方设一补偿板，补偿板上方设一线路板，线路板与传感器内引线连接。本实用新型能够精确可靠的检测宽范围0～4KPa～200MPa压力介质在高温120～350℃和超低温－60℃环境下工作，体积小巧，安装使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业过程检测与控制系统中，对高温介质进行检测，并将测得的压力信号进行放大、补偿、转换成标准的电信号所使用的一种高温蓝宝石压力变送器。
背景技术
国内目前的压力变送器主要是硅压阻式压力变送器，该产品采用IS0技术即在N型硅衬底上外延生长一层P型硅并通过IC微电子扩散，光刻技术制成所需的电阻条，构成力敏电桥，这种产品由于是P-N结隔离，所以产品对温度影响非常敏感，而且抗干扰能力较差，经过温度补偿后，工作温度只能在-20-+70℃范围，而不能在更宽的高温、低温环境下工作，而且压力量程小于60MPa，否则性能特性急剧变坏。如在许多工业领域对大于120℃的高温和-60℃超低温介质的压力检测十分困难，对蒸气、高温油脂，空调压缩机氟等硅压阻式压力变送器由于工作温度范围小，漂移大而不能使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，避免现有产品中的不足之处，提供一种以蓝宝石传感器做为力敏元件的压力变送器，以提高压力变送器在高温和低温环境中工作的性能，满足自动化检测和控制的需要。
为了解决硅压阻式压力变送器不能检测大于120℃的高温和-60℃超低温压力介质问题，本实用新型提供一种高温蓝宝石压力变送器，该产品不仅可以测量大于120℃-350℃的高温和-60℃超低温介质，而且还可测量0-4Kpa-200MPa很宽范围内的腐蚀性介质。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高温蓝宝石压力变送器，包括传感器、散热器、大规模专用信号调理电路和温度补偿电路，所述传感器为硅-蓝宝石压力传感器，传感器的应变效应由硅异质外延在蓝宝石膜片上产生。
所述大规模专用信号调理电路设置在变送器线路板上，采用两线制变送器模块IC，模块的输入端2、14、5脚与蓝宝石传感器输出相接，模块的输出10脚接变送器的正电源端，13脚作为变送器的信号输出端。
所述硅-蓝宝石传感器密封安装在变送器金属外壳中部，外壳前端设金属散热片，金属散热片下段设一安装六方，传感器上方设一补偿板，补偿板上方设一线路板，线路板与传感器内引线连接，外壳与金属焊接面焊接成为一个整体。
本实用新型能够精确可靠的检测宽范围0～4KPa～200MPa压力介质在高温120～350℃和超低温-60℃环境下工作，体积小巧，安装使用方便。
附图说明
图1是本实用新型剖面结构示意图。
图2是本实用新型电路原理图。
具体实施方式
本实用新型采用蓝宝石做力敏元件的衬底弹性膜片，其上外延生长一层硅单晶，将硅单晶用微电子光刻工艺刻蚀成所需的电阻条，构成力敏电桥，由于无P-N结隔离及蓝宝石自身良好的弹性及绝缘性，和对温度变化不敏感的特性与硅的高灵敏度及钢度巧妙的结合在一起，可以承受-65℃-350℃的超低温工作环境，并且有强抗辐射能力和优良的非线性、迟滞、重复性，而且可靠性很高。蓝宝石压力传感器的应变效应由硅异质外延在蓝宝石膜片上产生，并由钛合金测量膜片和钛合金接收膜片双膜片结构组成，被测压力传递到接收膜片上，在压力作用下，钛合金接收膜片产生形变，该形变被蓝宝石敏感元件感知后，其电桥输出发生变化，并与被测压力成正比。
硅-蓝宝石压力传感器7通过芯片与芯座间无应力封接和芯座与腔体间金属焊接，将传感器7密封安装在变送器金属外壳2中部，外壳2前端设有金属散热片4，传感器7上方装一补偿板6，补偿板6上方装一线路板3，线路板3与传感器内引线9连接，外壳2与金属焊接面8焊接成为一个整体。
本实用新型的大规模专用信号调理电路设置在变送器线路板3上，采用两线制变送器模块IC，模块的输入端2、14、5脚与蓝宝石传感器7输出相接，模块的输出10脚接变送器的正电源端，脚13为变送器的信号输出端。
给变送器通一工作电压，当介质压力传递到蓝宝石传感器7上，与压力成正比输出的传感器电信号经过补偿板6温度补偿电路，线路板3信号放大电路，零位，满度校准电路和电压/电流转换电路处理，输出工作标准的4-20mA电流信号。同时传递到传感器芯片上的温度通过金属散热片，对介质温度得到进一步降低，使其性能更稳定。
霍斯曼插座1起电连接和IP65防护作用并与其它二次仪表相接，安装六方5为方便安装时使用。
其主要技术参数如下：
量程：0～4KPa～200MPa表压，绝压
非线性≤0.1％FS、迟滞≤0.06％FS 重复性≤0.05％FS
综合精度：0.1％
温度范围：-65℃～150℃～350℃
电压：12V～36V DC
输出：4～20mA二线制
温度漂移：(温补范围：-40～+80℃)0.01％FS/℃～0.03％FS/℃，长期稳定性≤0.1％/年。
Claims (3)
1、一种高温蓝宝石压力变送器，包括传感器、散热器、大规模专用信号调理电路和温度补偿电路，其特征在于所述传感器为硅-蓝宝石压力传感器(7)，硅-蓝宝石传感器(7)密封安装在变送器金属外壳(2)中部，外壳(2)前端设金属散热片(4)，传感器(7)上方设一补偿板(6)，补偿板(6)上方设一线路板(3)，线路板(3)与传感器内引线(9)连接，外壳(2)与金属焊接面(8)焊接成为一个整体。
2、根据权利1所述的高温蓝宝石压力变送器，其特征在于所述大规模专用信号调理电路设置在变送器线路板(3)上，采用两线制变送器模块IC，模块的输入端2、14、5脚与蓝宝石传感器(7)输出相接，模块的输出10脚接变送器的正电源端，脚13为变送器的信号输出端。
3、根据权利要求1所述的一种高温蓝宝石压力变送器，其特征在于所述蓝宝石膜片由钛合金测量膜片和钛合金接收膜片双膜片构成。
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| CN 200520105933 CN2898795Y (zh) | 2005-12-15 | 2005-12-15 | 高温蓝宝石压力变送器 |
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2005
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