RU92955U1 - Преобразователь абсолютного давления на основе кнс-структур - Google Patents
Преобразователь абсолютного давления на основе кнс-структур Download PDFInfo
- Publication number
- RU92955U1 RU92955U1 RU2009148149/22U RU2009148149U RU92955U1 RU 92955 U1 RU92955 U1 RU 92955U1 RU 2009148149/22 U RU2009148149/22 U RU 2009148149/22U RU 2009148149 U RU2009148149 U RU 2009148149U RU 92955 U1 RU92955 U1 RU 92955U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- membrane
- sensor
- steel
- kns
- Prior art date
Links
Abstract
Тензопреобразователь, содержащий упругий чувствительный элемент на основе КНС-структуры с тензорезисторами, токоведущими дорожками и контактными площадками, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде свакуумированной анероидной коробочки, установленной на эластичный клей в стальной корпус с гермопроходниками и электрически контактирующей с гермопроходниками посредством тонких проволочек, присоединенных микросваркой, защищенный от воздействий окружающей среды стальной мембраной, приваренной к корпусу, внутренний объем которого заполнен кремнийорганической жидкостью для передачи давления от стальной мембраны к мембране чувствительного элемента.
Description
Тензопреобразователь абсолютного давления на основе КНС-структуры (кремний на сапфире) относится к измерительной технике, а именно к измерению давления, а также к конструированию и изготовлению датчиков давления, включающих в свою конструкцию тензопреобразователи, выполненные на основе КНС-структуры.
Известны тензопреобразователи давления, использующие КНС-структуру для преобразования измеряемого давления в электрический сигнал (см. тензопреобразователи типа Д, АГБР.408854.001 ТУ, ЗАО «НПК ВИП», г.Екатеринбург).
Известный Тензопреобразователь представляет собой конструкцию, состоящую из титановой мембраны спаянную с тонкой пластиной из лейкосапфира (Аl2О3), на которой, методом эпитаксии нанесен слой монокристаллического кремния из которого методами планарной технологии микроэлектроники и техники анизотропного травления сформированы четыре тензорезистора, соединенных между собой в мост Уитстона алюминиевыми токоведущими дорожками, заканчивающимися контактными площадками. Мембрана приварена к резьбовому штуцеру, на котором установлена диэлектрическая обечайка с электрическими контактами, соединенными микросваркой тонкими проволочками с контактными площадками на мембране.
Принцип работы преобразователя основан на использовании тензорезистивного эффекта. Входным сигналом для преобразователя является давление измеряемой среды, деформирующее мембрану, на которой сформирован мост Уитстона из четырех тензорезисторов. В одну диагональ моста включен источник питания, а с другой диагонали снимается выходной электрический сигнал, пропорциональный механической деформации мембраны от приложенного измеряемого давления.
Известные тензопреобразователи имеют следующие недостатки:
- известная конструкция тензопреобразователя не позволяет применять их для измерения абсолютного давления, так как измерение давления производится относительно атмосферного давления;
- нельзя применять для измерения давления водородных сред, так как материал элементов конструкции тензопреобразователя, контактирующих с измеряемой средой титановый сплав, не предназначенный для работы в водородных средах;
- нельзя применять их для измерения давления электропроводных сред (например, морская вода) при их монтаже в стальную арматуру, что вызывает повышенную коррозию;
- измеряемое давление направлено на отрыв мембраны от штуцера, что уменьшает надежность.
Задачей полезной модели является расширение области применения тензопреобразователей на основе КНС-структуры и повышение надежности конструкции.
Указанная цель достигается тем, что чувствительный элемент тензопреобразователя выполнен в виде свакуумированной анероидной коробочки, установленной в корпус из нержавеющей стали, таким образом, что измеряемое давление направлено на прижим мембраны и изолирован от измеряемой среды стальной мембраной.
На фиг.1 схематично изображен тензопреобразователь абсолютного давления мембранного типа на основе КНС-структуры, разрез по осевой линии.
Тензопреобразователь состоит из чувствительного элемента 1 из титанового сплава, выполненного в виде свакуумированной анероидной коробочки с упругой мембраной 2, спаянной с тонкой пластинкой из лейкосапфира (Аl2О3) 3, на которой, методом эпитаксии, нанесен слой монокристаллического кремния из которого методами планарной технологии и техники анизотропного травления сформированы четыре тензорезистора, соединенных между собой в мост Уитстона алюминиевыми токоведущими дорожками, заканчивающимися контактными площадками.
Чувствительный элемент 1 приклеен на эластичный клей 6 (в целях исключения монтажных напряжений) в корпус 4 из нержавеющей стали, в котором сформированы вакуум-плотные гермопроходники 5. Электрическая коммутация от чувствительного элемента 1 осуществляется тонкими проволочками 7, приваренными микросваркой к электродам гермопроходников 5 и контактным площадкам чувствительного элемента 1. От воздействий измеряемой среды чувствительный элемент 1 защищен стальной мембраной 8. Передача давления от стальной мембраны 8 к мембране 2 чувствительного элемента 1 осуществляется через кремнийорганическую жидкость 9, которой заполнено внутреннее пространство тензопреобразователя через трубку 10.
В боковой поверхности корпуса 4 тензопреобразователя имеется проточка, в которой расположена прокладка 11 для герметизации тензопреобразователя при его монтаже.
На фиг.2 изображен способ монтажа тензопреобразователя давления, где 1 - тензопреобразователь, 2 - резьбовой штуцер, 3 - гайка для фиксации тензопреобразователя, 4 - прокладка для уплотнения соединения от протекания измеряемой среды.
Предлагаемая конструкция тензопреобразователя позволяет:
- проводить измерение абсолютного давления, так как измерение давления производится относительно вакуума за счет конструктивного исполнения чувствительного элемента в виде свакуумированной анероидной коробочки;
- проводить измерение давления в любых средах не агрессивных по отношению к нержавеющей стали;
- исключить контакт гальванической пары титан-сталь с измеряемой средой и тем самым избежать повышенной коррозии;
- повысить надежность за счет того, что давление измеряемой среды направлено на прижим мембраны чувствительного элемента;
- снизить погрешность измерения от монтажных напряжений за счет того, что мембрана чувствительного элемента жестко не связана с резьбовым штуцером.
Claims (1)
- Тензопреобразователь, содержащий упругий чувствительный элемент на основе КНС-структуры с тензорезисторами, токоведущими дорожками и контактными площадками, отличающийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде свакуумированной анероидной коробочки, установленной на эластичный клей в стальной корпус с гермопроходниками и электрически контактирующей с гермопроходниками посредством тонких проволочек, присоединенных микросваркой, защищенный от воздействий окружающей среды стальной мембраной, приваренной к корпусу, внутренний объем которого заполнен кремнийорганической жидкостью для передачи давления от стальной мембраны к мембране чувствительного элемента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148149/22U RU92955U1 (ru) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Преобразователь абсолютного давления на основе кнс-структур |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009148149/22U RU92955U1 (ru) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Преобразователь абсолютного давления на основе кнс-структур |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92955U1 true RU92955U1 (ru) | 2010-04-10 |
Family
ID=42671505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009148149/22U RU92955U1 (ru) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Преобразователь абсолютного давления на основе кнс-структур |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU92955U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730890C1 (ru) * | 2019-06-13 | 2020-08-26 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") | Датчик давления с интегральным преобразователем температуры пониженного энергопотребления |
-
2009
- 2009-12-25 RU RU2009148149/22U patent/RU92955U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2730890C1 (ru) * | 2019-06-13 | 2020-08-26 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") | Датчик давления с интегральным преобразователем температуры пониженного энергопотребления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2788732B1 (en) | Fluid pressure sensor and measurement probe | |
CN104914033B (zh) | 腐蚀速率测量 | |
US10766583B2 (en) | Bionic lateral-line sensor | |
KR101732047B1 (ko) | 압력 검출기의 부착 구조 | |
CN101718605B (zh) | 测量大坝、河流湖泊底部土壤中水压力传感器及测量方法 | |
CN102135458A (zh) | 应变梁式土压力传感器 | |
JP2008513699A (ja) | 管等の状態を測定するセンサ又はプローブの配置構造 | |
CN202066629U (zh) | 应变梁式土压力传感器 | |
CN110542510A (zh) | 一种光纤光栅孔隙水压力传感器 | |
US20180172534A1 (en) | Pressure detecting device | |
US8739632B2 (en) | Pressure sensor structure and associated method of making a pressure sensor | |
CN201535706U (zh) | 渗透膜土壤水压力传感器 | |
CN109855789A (zh) | 一种用于监测水下小型航行器表面压力的传感器 | |
RU92955U1 (ru) | Преобразователь абсолютного давления на основе кнс-структур | |
RU2649042C1 (ru) | Коррозионностойкий модуль давления для измерительного преобразователя давления технологической текучей среды | |
CN109238525A (zh) | 金属薄膜式压力-温度复合传感器及其制作方法 | |
CN202956233U (zh) | 一种金属薄膜界面应力传感器 | |
CN218885058U (zh) | 液位传感器 | |
CN206399564U (zh) | 一种无线压力传感器 | |
ITPI20100145A1 (it) | Dispositivo per misurare la portata di un fluido | |
CN103575450A (zh) | 液体压力测量用隔膜密封装置、机械式指针压力表及压力变送器 | |
CN209214814U (zh) | 玻璃微熔力传感器 | |
CN209214813U (zh) | 玻璃微熔压力传感器 | |
RU92954U1 (ru) | Датчик гидростатического давления | |
RU172102U1 (ru) | Электроакустический преобразователь |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20101226 |