SU1605145A1 - Датчик абсолютного давлени и способ его вакуумировани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при конструировании и изготовлении датчиков абсолютного давлени  с высокими метрологическими и эксплуатационными характеристиками. Целью изобретени   вл етс  повышение метрологических характеристик и увеличение эксплуатационной надежности. Способ вакуумировани  реализуетс  путем осуществлени  двухэтапного нагрева геттерного узла, при этом температура второго этапа выше, чем первого, а сами этапы разделены по времени периодом регламентированного изменени  метрологических характеристик. Датчика абсолютного давлени  содержит корпус вакуумируемой камеры 6, в котором выполнено сквозное отверстие дл  откачки воздуха из опорной полости, и геттерный узел 7, выполненный из двух независимых геттерных элементов, температура активации одного из которых выше температуры активации другого. При активации первого геттерного элемента путем нагрева датчика до температуры T_B1 геттерный состав, активиру сь, поглощает остаточные газы из опорной полости датчика. В процессе эксплуатации датчика в результате натекани  (микротечей) и десорбции растворенных в металле корпуса остаточных газов давление в опорной полости повышаетс , что приводит к ухудшению метрологических характеристик. Дл  восстановлени  метрологических характеристик датчик подвергаетс  второму этапу нагрева, что приводит к активации второго геттерного состава, который отсасывает остаточные газы в опорной полости датчика. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области измеительной техники, в частности к атчикам неэлектричёских величин, и ожет быть использовано при разработе и изготовлении датчиков абсолютноо давлени .

Делью изобретени   вл етс  новы- 30 ение точности и срока эксплуатации, На чертеже изображен датчик аб- . солютного давлени .

Датчик содержит чувствительный эле- мент 1, который соединен посредством передаточного штока с воспринимающим измер емое давле ие элементом 3, представл ю1чим собой мембрану, жестко закрепленную в корпусе 4 и раздел ющую полость датчика на камеру с изме- дО р емой средой, подаваемой через приемный штуцер 5, и камеру б, где должно сохран тьс  низкое давление остаточных газов. В дне вакуумированной камеры вмонтирован геттерный узел 7, состо - 45 ПИЙ в свою очередь из таблеток 8 и 9 геттерного материала.

Первоначальна  откачка воздуха производитс  через ниппель 10 и откачное отверстие 11, Дп  предохранени  и сации таблеток геттерного материала служит предохранительна  пружина 12. Работа датчика происходит следую- образом.

При подаче через приемный штуцер измер емого давлени  (разрежени ) прогибаетс  воспринимающий элемент (мембрана) 3, Прогиб Дх через передаточный шток 2 передаетс  на

чувствительньм элемент 1, выполненный в виде мембраны или балки, вызыва  деформатщю В последнего. Чувствительные к деформации элементы, сфор- гдарованные в теле или на поверхности чувствительного элемента, например полупроводниковые или металлопленоч- ные тензорезисторы, преобразуют деформацию в пропорциональное измене- 1ше сопротивлени  U.R . Тензочувст- вительные элементы включены в мостовую схему, преобразующую изменение сопротивлени  в изменение напр жени  - конечный аналоговый выходной сигнал UUjc.

Вакуумирование датчиков по способу осуществл етс  следующим образом.

Датчик помещают в вакуумный бокс, включаетс  откачна  система, в результате чего в течение 1,5-2 ч давление в опорной полости датчика уменьшаетс  с атмосферного (760 мм рт.ст.)-до остаточного давлени  в вакуумном боксе (ниже 10 мм рт.ст.).

Откачка газов из опорной полости датчика .производитс  через геттерный узел, встроенный в ниппель. После достижени  давлени  ниже 10 мм рт.ст. ниппельное отверстие заваривают и производ т активацию геттерного материала путем нагрева датчика до контролируемой температуры Tg , равной, например, 400-450°С, Рфем  нагрева I этапа составл ет практически 5-10 мин Благодар  активации геттерного материала давление в опорной полости сни-

в) перегрузочную температуру, которую

может выдержать чувствительный эле- мепт,

Так как количество остаточных газов , наход щихс  в опорной полости перед вторым этапом нагрева, невелико , врем  нагрева при втором этапе выбрано меньше. При этом нижний предел (0,3t) выбираетс  исход  из услови  полной активации материала второго геттера, а верхний (0,4t,) - исход  из допустимого времени нахождени  чувствительного элемента при повышенной температур .

После второго этапа нагрева в результате поглощени  остаточных газов

51

каетс  до 10-5-10 мм рт.ст., что обеспечивает необходимую точность измерени  .

В процессе эксплуататщн и хранени  датчика в результате микротечей и вьщелени  газов с внутренних стенок опорной полости давление в ней повышаетс . Повьшение давлени  не может быть скомпенсировано геттерным материалом из-за его насыщени . При возрастании давлени  в опорной полости до значений, превышающих нижний предел измерени  датчика, он уже не может обеспечить необходимой точност измерени  (период регламентированного изменени  метрологических характеристик ) , поэтому датчик подвергаетс  второму этапу нагрева.

В результате нагрева датчика активируетс  геттерный состав с больпе температурой активагщи, что приводит к снижению давлени  остаточных газов до уровн , позвол ющего проводить измерени  с заданной точностью. Температура II этапа нагрева выбирает  в 1,1-1,2 раза больше I. Пределы определены исход  из того,что верхн   граница нагрева (1,2 Т..) определ ет

0

1

,

0

5

0

5

0

45 , 6 материалом второго геттера давление в опорной полости снижаетс  до величины 1( мм рт. ст. и менее, в результате чего работоспособность датчика абсолютного давлени  восстанавливаетс .

Дополнительным преимуществом датчика  вл етс  расширение срока его эксгшуатапии.

Claims (2)

1.Датчик абсолютного давлени , содержащий корпус с мембраной, св занной с преобразователем, и образующий с корпусом вакуумированную камеру , в стенке которой выполнено заглушенное с наружной стороны отверстие , сообщенное каналом с первым геттерным элементом., закрепленным в ва- куумированной камере, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности и срока эксплуатации, в него введен второй геттерный элемент, который закреплен в вакуумированной камере и сообщен с каналом с отверстием в стенке корпуса, при этом температуры активации первого и втррого : геттерных элементов различны.

2.Способ вакуумировани  датчика абсолютного давлени , заключающийс  в откачке воздуха из вакуумированной камеры датчика, герметизации отверсти  в стенке вакуумной камеры и последующем первом нагреве датчика давлени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности вакуумировани , производ т второй нагрев датчика давлени  в течение времени , составл ющем 30-40% от времени первого нагрева, при этом температуру второго нагрева устанавливают на 10- 20% вьш1е температуры первого нагрева.