Датчик абсолютного давления и способ его вакуумирования

Датчик абсолютного давления и способ его вакуумирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при конструировании и изготовлении датчиков абсолютного давления с высокими метрологическими и эксплуатационными характеристиками. Целью изобретения является повышение метрологических характеристик и увеличение эксплуатационной надежности. Способ вакуумирования реализуется путем осуществления двухэтапного нагрева геттерного узла, при этом температура второго этапа выше, чем первого, а сами этапы разделены по времени периодом регламентированного изменения метрологических характеристик. Датчика абсолютного давления содержит корпус вакуумируемой камеры 6, в котором выполнено сквозное отверстие для 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<SB POS="POST">B1</SB> геттерный состав, активируясь, поглощает остаточные газы из опорной полости датчика. В процессе эксплуатации датчика в результате натекания (микротечей) и десорбции растворенных в металле корпуса остаточных газов давление в опорной полости повышается, что приводит к ухудшению метрологических характеристик. Для восстановления метрологических характеристик датчик подвергается 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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ОЗ«

РЕСПУБЛИК (19) О1) (51)5 9 01 1. 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ kOMMTET.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ CCCP

И АВТОРСКОМУ СЮДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4619460/?4-10 (22) 14 . 12 ° 88 (46) 07.11.90. Бюл ° Я- 4 1 (72) II.Ã.> ихайлов, В.Н,Марин и В.Г.Бещехов (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1362971, кл. г. 01 T1., 7/00, 1987, 2 (54) ДАТЧИК АБСОЛЮТНОГО ДАВЛЕНИЯ И

СПОСОБ ЕГО ВАКУУМИРОБАНИЯ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при конструировании и изготовлении датчиков абсолютного давления с высокими метрологическими и эксплуатационными характеристиками.

1605145

Целью изобретения является повышение метрологических характеристик и увеличение эксплуатационной надежности.

Способ вакуумирования реализуется пу5 тем осуществления двухэтапного нагрева геттерного узлавпри, этом температура второго этапа выше, чем первого, а сами этапы разделены по времени периодом регламентированного изменения метрологических характеристик. Датчик абсолютного давления содержит корпус вакуумируемой камеры 6, в котором выполнено сквозное отверстие для откачки воздуха из опорной полости, и гет- 15 терный узел 7, выполненный из двух независимых геттерных элементов; температура активации одного из которых выше температуры активации другого.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к датчикам неэлектрических величин, и может быть использовано при разработке и изготовлении датчиков абсолютного давления. .Целью изобретения является повы- 30 шение точности и срока эксплуатации, На чертеже изображен датчик абсолютного давления, Датчик содержит чувствительный эле.мент 1, который соединен посредством передаточного штока ? с воспринимающим измеряемое давление элементом 3, представляющим собой мембрану, жестко закрепленную в корпусе 4 и разделяющую полость датчика на камеру с изме- 40 ряемой средой, подаваемой через приемный штуцер 5, и камеру 6, где должно сохраняться низкое давление остаточных газов. В дне вакуумированной камеры, вмонтирован геттерный узел 7, состоя- 45 щий в свою очередь из таблеток 8 и 9 геттерного материала.

Первоначальная откачка воздуха производится через ниппель 10 и откачное отверстие 11 ° Для предохранения и фик-50 сации таблеток геттерного материала служит предохранительная пружина 12.

Работа датчика происходит следующим образом.

При подаче через приемный штуцер измеряемого давления (разрежения) Р прогибается воспринимающий элех мент (мембрана) 3, Прогиб Ах через передаточный шток 2 передается на

При активации первого геттерного элемента путем нагрева датчика до температуры Т геттерный состав, акти- вируясь, поглощает остаточные газы из опорной полости датчика. В процессе эксплуатации датчика в результате натекания (микротечей) и десорбции растворенных в металле корпуса остаточных газов давление в опорной пот. лости повьппается, что приводит к ухудшению, метрологических характеристик. Дпя восстановления метрологических характеристик датчик подвергается второму этапу нагрева, что приво . дит к активации второго геттерного состава, который отсасывает остаточные газы в опорной полости датчика °

2 с.п. ф-лы, 1 ил. чувствительный элемент 1, выполненный в виде мембраны или балки, вызывая деформацию õ последнего. Чувствительные к деформации элементы, сформированные в теле или на поверхности чувствительного элемента, например полупроводниковые или металлопленочные тензорезисторы, преобразуют деформацию в пропорциональное изменение сопротивления Р.„. Тензочувствительные элементы включены в мостовую схему, преобразующую изменение сопротивления в изменение напряжения конечный аналоговый выходной сигнал Д0х.

Вакуумирование датчиков по способу осуществляется следующим образом.

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

Откачка газов из опорной полости датчика производится через геттерный узел, встроенный в ниппель ° После достижения давления ниже 10 мм рт.ст. ниппельное отверстие заваривают и производят активацию геттерного материала путем нагрева датчика до контролируемой температуры Тв, равной, О например, 400-450 С. Бремя нагрева I этапа составляет практически 5-10 мин.

Благодаря активации геттерного материала давление в опорной полости сни1605145 6 материалом второго геттера давление в опорной полости снижается до величины 10 -10 мм рт. ст. и менее, в результате чего работоспособнЬсть датчика абсолютного давления восстанавливается.

Дополнительным преимуществом дато- чика является расширение срока его

10 эксплуатации.

Формула изобретения

Составитель О.Слюсарев

Редактор Л.Гратилло Техред Л.Олийнык Корректор М.Самборская

Заказ 3449 Тираж 468 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 жается до 10 >-10 мм рт.ст., что обеспечивает необходимую точность и мерения.

В процессе эксплуатации и хранения датчика в результате микротечей и выделения газов с внутренних стенок опорной полости давление в ней повышается. Повышение давления не м жет быть скомпенсировано геттерным материалом из-sa его насыщения. При возрастании давления в опорной полости до значений, превьппающих нижний предел измерения датчика, он уже не может обеспечить необходимой точности измерения (период регламентированного изменения метрологических характеристик), поэтому датчик подвергается второму этапу нагрева.

В результате нагрева датчика активируется геттерный состав с большей температурой активации, что приводит к снижению давления остаточных газов до уровня, позволяющего проводить измерения с заданной точностью. Температура II этапа нагрева выбираетя в

1,1-1,2 раза больше I. Пределы определены исходя из того,что верхняя гранйца нагрева (.1,2 Т, ) определяет перегрузочную температуру, которую может выдержать чувствительный элемепт.

Так как количество остаточных газов, находящихся я опорной полости перед вторым этапом нагрева, невелико, время нагрева при втором этапе выбрано меньше. При этом нижний предел (0,3t() выбирается исходя из условия полной активации материала вто рого геттера, а верхний (0,4t ) исходя из допустимого времени нахождения чувствительного элемента при повышенной температур, После второго этапа нагрева в результате поглощения остаточных газов

1. Датчик абсолютного давления, содержащий корпус с мембраной, связанной с преобразователем, и образующий с корпусом вакуумированную камьру, в стенке которой выполнено заглушенное с наружной стороны отверс20 тие, сообщенное каналом с первым геттерным элементом., закрепленным в вакуумированной камере, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и срока эксплуатации, в

25 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 второго: геттерных элементов различны.

2. Способ вакуумирования датчика абсолютного давления, заключающийся в откачке воздуха из вакуумированной камеры датчика, герметизации отверс35 тия в стенке вакуумной камеры и последующем первом нагреве датчика цавления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности вакуумирования, производят второй на4О грев датчика давления в течение времени, составляющем 30-40 от времени первого нагрева, при этом температуру второго нагрева устанавливают на 1020 выше температуры первого нагрева.