Датчик абсолютного давления и способ его вакуумирования

Датчик абсолютного давления и способ его вакуумирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано для повышения точности измерения и надежности. С этой целью в датчик введены электрические гермовыводы 9, связанные токоподводами с геттерным узлом 7. Геттерный узел выполнен в виде диэлектрической подложки с нанесенной на ее поверхности пленкой из геттерного материала. Для уменьшения времени откачки и контроля остаточного давления воздух откачивают производят с одновременным контролем тока, протекающего через геттерный узел. 3 ил., 2 с.п.ф-лы.

союз советских

СОЩМЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПж ЛИК (19) (11) (51) 5 G 01 L 7/00 с ./

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ fHHT СССР (21) 4393120/24-10 (22) 17.03.88 (46) 23.02.90. Бюл. У 7 (72) В.Н. Иарин, П.Г. Иихайлов, Ю.Н. Шпилев и В.Г. Бещеков (53) 531. 787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1362971, кл. С 01 Ь 7/00, !987. (54) ДАТЧИК АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ И

СПОСОБ ЕГО ВАКУУИИРОВАНИЯ (57) Изобретение может быть использовано для повышения точности изме2 рения и надежности. С этой целью в датчик введены электрические гермовыводы 9, связанные токоподводами с геттерным узлом 7. Геттерный узел выполнен в виде диэлектрической подложки с нанесенной на ее поверхности; пленкой из геттерного материала. Для уменьшения времени откачки и контроля остаточного давления воздух откачивают с одновременным контролем тока, протекающего через геттерный узел . 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

154 5112

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть

I использовано при конструировании и изготовлении датчиков абсолютного, давления с высокими точностными и эксплуатационными характеристиками.

Целью изобретения является повьппение точности измерения и надежности, а также повьппение производительности за счет уменьшения времени откач ки и контроля остаточного давления в опорной камере.

На фиг. 1 схематично показан датчик абсолютного давления; на фиг. 2схема вакуумирования, на фиг. 3 - характеристика изменения тока, протекающего через геттерный резистор в зависимости от времени откачки.

Датчик абсолютного давления конст- 20 руктивно разделен на две полости: измерительную — рабочую, ограниченную корпусом 1 и воспринимающим элементом; 2, и опорную - вакуумируемую полость 3, ограниченную воспринимающим эле- 25 ментом 2 и вакуумируемым корпусом 4., В опорной полости 3 датчика размещеHbl чувствительный элемент 5, например чувствительный элемент тенэомет( рического преобразователя и геттерный 0

Резистор, выполненный в виде отдельного узла (позиции 6 - 8).

Откачка воздуха из опорной полости

3 осуществляется через ниппельное от верстие, выполненное в вакуумируемом ю корпусе 4, после помещения датчика s вакуумный бокс (фиг. 2). После включе-. ! р ния в работу откачной системы и дос, тижения определенного разряжения в ва-, 1 куумном боксе (например, достижение 40 давления разряжения ниже 10 мм рт.ат.) или одновременно с включением откачкой системы подают напряжение питания (например, 12 В постоянного тока) на геттерньппФ РезистоР (фиг. 1) через 45 электроироводящие контакты 9 и с помощью миллиамперметра или электромеханического самописца контролируют ток, протекающнй через ггттерный Резистор (фиг. 2}. Изменение давления газовой среды, вызванное работой откачной системы,, сильно влияет на поверхностное сопротивление металлического слоя 7 (фиг. 1) геттериого резистора и приводит к значительному увеличению сопротивления метаплической поверхности указанного резистоРа. При достижении требуемого низкого давления в вакуумном боксе и, следо вательно, в объеме опорной полости

3 влияние газового нагружения (поверхностной абсорбции) на сопротивление резистора становится очень незначительным и поэтому прекращается изменение величины поверхностного сопротивления (т.е., при достижении определенной величины низкого давления величина сопротивления геттерного резистора становится практически постоянной). Данный момент характеризуется окончанием изменения тока, протекающего через геттерный резистор и регистрируемого миллиамперметром.

Окончание изменения тока в свою очередь является сигналом к окончанию вакуумирования опорной полости прибора.

Из рассмотрения характеристики изменения тока„ представленной на фиг. 3, видно, что практически время откачки опорной полости, имеющей объем порядка 30 см и диаметр ниппельного отверстия, равный 0,8 мм, не превышает 10 мин.

После окончания времени откачки ннппельное отверстие в вакуумируемом корпусе заваривается. Из-за . дополнительного газовьделенкя внутри опорной полости, вызванного заваркой ниппельного отверстия, давление в полости может возрасти„ поэтому после заварки для поглощения (компенсации) .остаточных газов встроенное в датчик геттерное устройство нагревают до температуры абсорбировання используемого геттерного материапа. Нагрев геттерного резистора для возникнове ния свойств абсорбции в нем может быть вызван как подачей напряжения иа него (в данном случае ток через „ резистор должен быть близким к току активации), так и непосредственным нагревом всего датчика в целом. За счет нейтрализации молекул остаточного rasa присутствующих в опорной полости, из процесса измерения исключается воздействие остаточного давления иа упругий чувсгвительный эле-( мент, и в конечном .счете повышаются надежность и точность измерения датчика абсолютного давления..

В датчике абсолютного давления в вакуумнруемом корпусе 4 (фиг. 1), являппцемся основным элементом, ограничивающим опорную полость 3 датчика, с помощью изоляторов 10 герметично установлены электропроводящие контак5 15451 ты 9, на которых размецен геттерный узел, выполненный в виде резистора.

Данный резистор представляет собой керамическую подложку 6, на которую методом магнетронного распыления нанесен металлический слой 7 из геттерного материала, например циркония.

Электрическая связь металлического слоя 7 с контактами 9 осуществляется с помощью контактных гаек 8, которые одновременно служат и элементами - крепления геттерного резистора.

Керамическая подложка 6, вьяолненная в виде пластины, расположена в опорной полости 3 так, что она перекрывает ниппельиое отверстие в ваку" умируемом корпусе 4-, являясь как бы экраном между ним (отверстием) и чувствительным элементом 5. Такое рас« 20 положение пластины 6 позволяет при заварке ниппельного отверстия обеспечить защи гу измерительной схемы на чувствительном элементе 5 от попадания на нее брызг расплавленного 25 металла.

Окончательно датчик вакуумируется следующим образом. При подаче напряжения на его выводы (электропроводящие контакты 9} металлический слой 7 на керамической пластине 6 нагревается до определенной температуры, при которой начинается поглощение остаточных газов из опорной полости 3. на геттерную поверхность пластины 6. Таким образом достягаетея остаточное даапеиие порядка 10 -10 мм рт.ст.

12 6

Формула изобретения

1. Датчик абсолютного давления, содержащий полый корпус, разделенный чувствительным элементом на сообщаемую с измеряемой средой камеру и вакуумированную камеру с размещенным в ней. соосно с загерметизированным отверстием в корпусе геттерным узлом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности, в него введены электрические гермовыводы, связанные токоподводами с геттерным узлом, вынолненным в виде диэлектрической подложки с нанесенной на ее поверхности пленкой из геттерного материала, контактирующей с токоподводами гермовывода.

2. Способ вакуумирования датчика абсолютного давления, заключающийся в откачке воздуха из опорной, камеры датчика, помещенного в вакумный бокс. герметизация опорной камеры и после- дующем нагреве совместно с размещенным в опорной камере датчика геттер- . ным узлом, отличающийся тем, что, с целью повьппения производительности и надежности за счет уменьюения времени откачки и контроля остаточного давления в опорной камере, откачку. воздуха производят с. одновременнмч контролем тока, проте кающего через геттериый узел, до тех нор, пока ток не достигнет постоянного значения.

1545112

Составитель О. Слюсарев

Техред Л.Сердюкова

Корректор В. Гирняк

Редактор И. Горная

Заказ 486 Тираж 467 Подписное

ЭНИИПИ Государственного коиитета по изобретениям и открытиям прн ГКНПЦ СССР

113035„ Москва, X-35, Раупская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина; 101