SU1668879A1 - Датчик абсолютного давлени и способ его вакуумировани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области контрольно-измерительной техники, в частности к датчикам абсолютного давлени , и позвол ет повысить точность измерени  за счет уменьшени  давлени  остаточных газов в опорной полости и производительность труда при его изготовлении. Датчик абсолютного давлени  содержит корпус 1, закрепленную в нем мембрану 2, св занный с ней преобразователь 3, помещенный внутрь опорной полости 4. Опорна  полость 4 ограничиваетс  вакуумируемым корпусом 5, герметично сваренным с корпусом автономной капсулы 8, на дне которой помещена таблетка 9 геттерного материала, закрепленна  с помощью пружины 10. Дл  отвода тепла на корпус капсулы 8 запрессован кольцевой теплоотвод 11. Дл  вакуумировани  и герметизации датчик с открытой опорной полостью 4 помещаетс  в вакуумный бокс. Откачка воздуха осуществл етс  через ниппельное отверстие. На корпус капсулы 8 от источника нагрева подаетс  тепло дл  удалени  из опорной полости 4 посторонних примесей и инородных частиц. При достижении давлени  пор дка 10^-3 - 10^-4 мм рт. ст. ниппельное отверстие завариваетс . Геттерный узел вторично подвергаетс  нагреву дл  компенсации дополнительного газовыделени , вызванного заваркой ниппельного отверсти . Принцип действи  датчика основан на преобразовании с помощью преобразовател  3 деформаций мембраны, вызванной измер емым давлением, в электрический сигнал. При действии на датчик во врем  измерени  повышенной температуры приращение давлени  в опорной полости 4, вызванное этой температурой, компенсируетс  работой геттерного узла, что позвол ет стабилизировать начальный разбаланс датчика абсолютного давлени . 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Description

нутри опорной полости 4. Опорна  полость ограничиваетс  основным корпусом 1,. ембраной 2 и дополнительным вакуумиру- мым корпусом 5. В вакуумируемом корпусе выполнен ниппель 6, предназначенный 5 л  вакуумировани  опорной полости 4. От- качное отверстие в ниппеле 6 перекрывает  экраном 7, который исключает при аварке откачного отверсти  попадание инородных частиц и брызг расплавленного 10 металла в опорную полость 4 и, что особенно важно, на преобразователь 3. С вакууми- руемым корпусом 5 герметично сварен корпус капсулы 8, на дне которого помещена таблетка 9 геттерного материала. Таб- 15 летка 9 выполнена с центральным сквозным отверстием дл  увеличени  полезной площади абсорбции и закреплена в корпусе капсулы 8 с помощью пружины 10. Дл  отвода тепла и предотвращени  его дальней- 20 шего распространени  на вакуумируемый корпус 5 при нагреве геттерного узла на корпус капсулы 8 запрессован кольцевой теплоотвод 11.

Вакуумирование и герметизаци  опор- 25 ной полости датчика абсолютного давлени  по предлагаемому способу осуществл ютс  следующим образом.

Датчик с открытой полостью 4 с помощью специального приспособлени  уста- 30 навливаетс  в вакуумном боксе. Откачка воздуха из опорной полости 4 осуществл етс  через ниппельное отверстие в вакуумируемом корпусе 5.

После включени  в работу откачной си- 35 стемы и достижени  определенного разр жени  в вакуумном боксе (например, достижение давлени  разрежени  пор дка 10-1 мм рт.ст.) на источник нагрева геттер- ной капсулы 8 подаетс  напр жение пита- 40 ни  36 В. Источник нагрева представл ет собой трубку из электронагревательной спирали, при этом внутрь данной трубки, не каса сь ее, помещаетс  только часть корпуса капсулы 8 до теплоотвода 11.45

После выхода на необходимый температурный режим геттерного узла и включени  его в работу одновременное откачкой остаточного давлени  из опорной полости 4 из нее также удал ютс  посторонние примеси, 50 которые находились на поверхност х гет- терной таблетки 9. Наличие данных примесей объ сн етс  временным интервалом хранени  геттерной таблетки от момента изготовлени  (спекани  или прессовани ) 55 до момента начала ее работы в опорной полости 4. В течение данного времени имеет место загр знение поверхностей геттерной таблетки от действи  газов окружающей среды. Возможность удалени 

данных примесей реализуетс  тем обсто тельством , что активацию геттера провод т в два этапа: до заварки ниппельного отверсти  и после заварки. При достижении давлени  пор дка - 10 мм рт. ст. в вакуумном боксе и, следовательно, в объеме опорной полости 4, ниппельное отверстие в вакуумируемом корпуре 5 завариваетс , тем самым опорна  полость 4 изолируетс  от окружающей среды. Из-за дополнительного газовыделени  внутри опорной полости 4, вызванного заваркой ниппел  б, давление в полости может возрасти до величины 10 - мм рт.ст. Так как геттерный узел продолжает оставатьс  в активном состо нии, он компенсирует указанное дополнительное газовыделение.снижа  остаточное давление внутри полости до первоначальной величины. Поддержание геттера в активном состо нии может осуществл тьс  как непрерывно (напр жение на источник нагрева подаетс  посто нно), так и с перерывами: источник нагрева выключаетс  после удалени  посторонних примесей из опорной полости 4 (врем , необходимое дл  удалени  примесей, считаетс  достаточным пор дка 2-3 мин с момента включени  геттера в активное состо ние) и включаетс  сразу же после заварки ниппельного отверсти .

За счет нейтрализации молекул остаточного газа, присутствующих в опорной полости 4, из процесса измерени  исключаетс  воздействие остаточного давлени  на преобразователь и в конечном счете повышаютс  надежность и точность измерени  датчика абсолютного давлени .

Принцип действи  датчика следующий. При действии на мембрану 2 измер емого давлени  с преобразовател  3 снимаетс  напр жение выходного сигнала, пропорциональное приложенному давлению. При действии на датчик повышенных температур во врем  измерени  и увеличении вследствие этого величины остаточного давлени  внутри опорной полости данное приращение давлени  компенсируетс  работой геттерного узла, если действующа  температура при этом достаточна дл  его активации.

В случае натекани  в опорную полость 4 давлени  воздуха извне при наличии в данной полости микротрещин и изменени  вследствие этого выходного сигнала с преобразовател  3 достаточным  вл етс  перед установкой датчика на изделие подвергнуть его выдержке в течение определенного времени при температуре, равной температуре активации геттерного узла, если термоустойчивость прибора позвол ет это осуществить. Данное обсто тельство дает возможность вернуть выходной сигнал прибора (начальный разбаланс) к своему первоначальному уровню, отмеченному в формул рной градуировочной ха- рактеристике, что, в свою очередь, отражаетс  на точности измерени  абсолютного давлени .

Предложенный датчик и способ его ва- куумировани  обладают следующими технико-экономическими преимуществами.

Точность измерени  абсолютного давлени  улучшаетс  в 1,5-2 раза за счет снижени  на пор док величины остаточного давлени  в опорной полости датчика (в за вл емом приборе эта величина равна - мм рт.ст.).

Значительно снижаетс  врем  герметизации и вакуумировани  опорных полостей при изготовлении датчиков (по предлагаемому способу с учетом использовани  за в- л емой конструкции, данное врем  снижаетс  до 2-3 мин).

Существенно расшир етс  диапазон используемых высокоэффективных геттер- ных материалов, температура активации которых лежит в пределах 550-800°С.

Claims (2)

1. Датчик абсолютного давлени , содержащий корпус, упругий чувствительный элемент , раздел ющий корпус на две камеры - измерительную и опорную вакуумируемую, в которой размещен параметрический преобразователь , св занный с упругим чувствительным элементом, а в стенке камеры выполнено ниппельное отверстие, а также содержащий геттерный узел с геттерным веществом , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет уменьшени  давлени  остаточных газов в опорной камере датчика, в нем геттерный узел выполнен в виде автономной

капсулы, размещенной за пределами опорной камеры, а корпус упом нутой капсулы герметично соединен со стенкой опорной камеры и выполнен из материала, коэффициент теплопроводности которого выше коэффициента теплопроводности материала корпуса опорной камеры.

2. Способ вакуумировани  датчика абсолютного давлени , заключающийс  а откачке через ниппельное отверстие воздуха

из опорной камеры датчика, помещенного в вакуумный бокс, герметизацию опорной камеры путем заварки-ниппельного отверсти  и последующем ее обезгаживании за счет активации геттерного вещества, отличаю

щ и и с   тем, что, с целью повышени  производительности и уменьшени  величины остаточного давлени  в опорной полости , активацию геттерного вещества осуществл ют путем локального нагрева

геттерной капсулы, а заварку ниппельного отверсти  в стенке опорной камеры производ т при нагреве геттерной капсулы.