CN114894371A - 一种差压芯体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种差压芯体，包括管座、压力芯片、引线插针、第一波纹膜片和第二波纹膜片，压力芯片固定于管座上，压力芯片与引线插针一端电气连接，第一波纹膜片与第二波纹膜片对称设置于管座两侧，管座与第一波纹膜片之间形成密闭的第一腔体，管座与第二波纹膜片之间形成密闭的第二腔体，第一腔体与第二腔体内填充满等量的硅油，压力芯片一侧与第一空腔内的硅油接触，压力芯片另一侧与第二空腔内的硅油接触。本发明的差压芯体整体结构紧凑，尺寸小，重量轻，并且芯片两侧零部件对称、充油量相等，进而使得芯体在高低温环境下，芯片两侧的热胀冷缩量相近，相应芯体的热迟滞性也较小，并且可有效减小芯体的零点漂移。
Description
技术领域
本发明涉及压力测量装置领域，特别涉及一种差压芯体。
背景技术
差压芯体应用于各个领域，是一种用来测量两个压力之间差值的传感器，通常用于测量某一设备或部件前后两端的压差，可将压差信号转化成电压信号输出。现有差压芯体采用双芯片进行测量，存在以下问题：(1)双芯片同时工作才能完成测量，如果其中一芯片损坏，整个芯体就无法使用，降低产品可靠性；(2)芯体在高低温环境下零点时稳定性差、热迟滞大；(3)芯体尺寸大、无法小型化。
发明内容
针对现有双芯片差压芯体存在可靠性差、热迟滞大且芯体尺寸大的问题，本发明提供了一种差压芯体。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
一种差压芯体，包括管座、压力芯片、引线插针、第一波纹膜片和第二波纹膜片，所述压力芯片固定于所述管座上，所述压力芯片与所述引线插针一端电气连接，所述第一波纹膜片与所述第二波纹膜片对称设置于所述管座两侧，所述管座与所述第一波纹膜片之间形成密闭的第一腔体，所述管座与所述第二波纹膜片之间形成密闭的第二腔体，所述第一腔体与所述第二腔体内填充满等量的硅油，所述压力芯片一侧与所述第一空腔内的硅油接触，所述压力芯片另一侧与所述第二空腔内的硅油接触。
优选的，所述压力芯片通过胶水粘贴于所述管座上或通过静电封接工艺固定于管座上。
优选的，所述管座内设有轴孔，所述压力芯片一侧与所述轴孔一端相连通，所述轴孔另一端与所述第二空腔连通，进而使所述压力芯片一侧与所述第一空腔内的硅油接触，所述压力芯片另一侧与所述第二空腔内的硅油接触。
优选的，所述管座设有玻璃绝缘子，所述引线插针穿过所述玻璃绝缘子内部，并且所述引线插针与所述玻璃绝缘子烧结固定。
优选的，所述引线插针一端与所述压力芯片之间设有金丝，所述压力芯片通过金丝球焊与所述引线插针的电气连接。
优选的，所述第一腔体内与所述第二腔体内均设有陶瓷板，所述陶瓷板通过胶水对称固定于所述管座上。
优选的，所述陶瓷板上设有让位孔、若干金丝走线槽以及若干供所述引线插针穿过的通孔，所述金丝走线槽连通所述让位孔和所述通孔。
优选的，所述管座两侧对称设有第一压环和第二压环，所述第一波纹膜片设置于所述第一压环与所述管座之间，所述第二波纹膜片设置于所述第二压环与所述管座之间，所述第一波纹膜片、第二波纹膜片、第一压环与所述第二压环均通过激光焊接与管座连接。
优选的，所述管座设有与所述第一腔体连通的第一充油孔和与所述第二腔体连通的第二充油孔，所述第一充油孔与所述第二充油孔对称设置与所述管座两侧，所述第一充油孔与所述第二充油孔内均设有密封件，所述密封件为滚珠，所述滚珠通过压阻焊固定于所述第一充油孔和所述第二充油孔中。
优选的，所述第一波纹膜片的大小与所述第二波纹膜片的大小相同，所述第一波纹膜片的材质与所述第二波纹膜片的材质相同。
本发明的有益效果如下：
本发明的差压芯体整体结构紧凑，尺寸小，重量轻，并且芯片两侧零部件对称、充油量相等，进而使得芯体在高低温环境下，芯片两侧的热胀冷缩量相近，相应芯体的热迟滞性也较小，并且可有效减小芯体的零点漂移。
附图说明
图1：本发明整体结构的截面示意图
图2：本发明引线插针与管座连接关系的截面示意图；
图3：本发明陶瓷板的结构示意图；
图中：10、管座；11、第一充油孔；12、第二充油孔；20、压力芯片；30、引线插针；40、第一波纹膜片；50、第二波纹膜片；60、陶瓷板；61、让位孔；62、金丝走线槽；63、通孔；70、玻璃绝缘子；80、第一压环；90、第二压环；100、密封件。
具体实施方式
现有双芯片差压芯体存在可靠性差、热迟滞大且芯体尺寸大的问题，所以本发明提出新的方案，为更加清楚的表示，下面结合附图对本发明做详细的说明。
参见图1，一种差压芯体，包括管座10，所述管座10设有用于测量两个被测介质的压差并将压差信号转化成电压信号的压力芯片20和用于引出电压信号引线插针30。
所述管座10还设有第一波纹膜片40、第二波纹膜片50、第一压环80和第二压环90，所述第一波纹膜片40设置于所述第一压环80与所述管座10之间，所述第二波纹膜片50设置于所述第二压环90与所述管座10之间。所述压力芯片20两侧为对称结构，即所述管座10为对称结构，所述第一波纹膜片40与所述第二波纹膜片50对称设置于所述管座10两侧，所述第一压环80与所述第二压环90对称设置于所述管座10两侧。
所述第一波纹膜片40、第二波纹膜片50、第一压环80与所述第二压环90均通过激光焊接与管座10连接。
所述第一波纹膜片40的大小与所述第二波纹膜片50的大小相同，所述第一波纹膜片40的材质与所述第二波纹膜片50的材质相同。
所述管座10与所述第一波纹膜片40之间形成密闭的第一腔体，所述管座10与所述第二波纹膜片50之间形成密闭的第二腔体，所述第一腔体与所述第二腔体对称设置于所述压力芯片两侧，所述第一腔体与所述第二腔体内填充满等量的硅油，所述压力芯片20一侧与所述第一空腔内的硅油接触，所述压力芯片20另一侧与所述第二空腔内的硅油接触。
具体的，所述第一腔体内设有用于安装所述压力芯片20的基座，所述压力芯片20通过胶水粘贴于所述管座10上或通过静电封接工艺固定于管座10的基座中；所述管座10内设有轴孔，所述压力芯片20底部与所述轴孔一端相连通，所述轴孔另一端与所述第二空腔连通，进而使所述压力芯片20一侧与所述第一空腔内的硅油接触，所述压力芯片20另一侧与所述第二空腔内的硅油接触。
所述第二腔体内设有凸块，所述轴孔贯穿所述凸块，所述轴孔与所述第二腔体容积之和与所述第一腔体的容积相等，以保证压力芯片20两侧充入的硅油量相等。
所述管座10设有玻璃绝缘子70，所述引线插针30穿过所述玻璃绝缘子70内部，并且所述引线插针30与所述玻璃绝缘子70烧结固定。
所述引线插针30一端与所述压力芯片20之间设有金丝，所述压力芯片20通过金丝球焊与所述引线插针30的电气连接。
本实施例所述第一腔体内与所述第二腔体内均设有陶瓷板60，以减少硅油填充量；所述陶瓷板60通过胶水对称固定于所述管座10上。
所述陶瓷板60上设有让位孔61、若干金丝走线槽62以及若干供所述引线插针30穿过的通孔63，所述金丝走线槽62连通所述让位孔61和所述通孔63。
管座10一端，陶瓷板60套设于基座中，引线插针30穿过通孔63，金丝通过金丝走线槽62将压力芯片20与引线插针30连接，能够有效防止金丝与金丝之间相互搭接，有效增加芯体的绝缘电阻；管座10另一端，陶瓷板60套设于凸块中，减小充油量的同时，与管座10一端结构保持对称，使整体结构两侧在高低温环境下的热胀冷缩量相近，并且保证硅油的充油量相等。
本实施例所述管座10设有第一充油孔11和第二充油孔12，所述第一充油孔11与所述第二充油孔12对称设置与所述管座10两侧，所述第一充油孔11与所述第一腔体连通，所述第二充油孔12与所述第二腔体连通，从而便于硅油的注入。
所述第一充油孔11与所述第二充油孔12内均设有密封件100。所述密封件100为滚珠，所述滚珠通过压阻焊固定于所述第一充油孔11和所述第二充油孔12中。
本发明工作原理如下：
将芯体放置于两个被测介质之间，芯体一侧介质的压力作用于第一波纹膜片40，并通过第一波纹膜片40与第一空腔内的硅油传递该侧压力至压力芯片20一侧，芯体另一侧介质的压力作用于第二波纹膜片50，并通过第二波纹膜片50与第二空腔内的硅油传递该侧压力至压力芯片20另一侧，进而得到压差信号，压力芯片20将压差信号转化为电信号并通过引线插针30引出。
芯体的热迟滞是由于芯体从高温到室温，或从低温到室温，各零组件因热胀冷缩引起的残余应力未能及时释放，导致芯体的输出发生变化；本实施例的芯体两侧结构对称设置，其热胀冷缩量相近，残余应力相近，因此对差压芯体的输出影响小，相应的产品热迟滞也较小，并且，高低温环境下，芯片两侧的热胀冷缩量相近，也可以有效减小芯体的零点漂移。
其次，本发明的差压芯体整体结构紧凑，尺寸小，重量轻，能够适用不同场景，并且芯体采用单一芯片进行测量，稳定性高，测量准确。
以上实施例仅用以解释说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管上述实施例对本发明进行了具体的说明，相关技术人员应当理解，依然可对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改和等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之中。
Claims (10)
1.一种差压芯体，其特征在于：包括管座、压力芯片、引线插针、第一波纹膜片和第二波纹膜片，所述压力芯片固定于所述管座上，所述压力芯片与所述引线插针一端电气连接，所述第一波纹膜片与所述第二波纹膜片对称设置于所述管座两侧，所述管座与所述第一波纹膜片之间形成密闭的第一腔体，所述管座与所述第二波纹膜片之间形成密闭的第二腔体，所述第一腔体与所述第二腔体内填充满等量的硅油，所述压力芯片一侧与所述第一空腔内的硅油接触，所述压力芯片另一侧与所述第二空腔内的硅油接触。
2.根据权利要求1所述的一种差压芯体，其特征在于：所述压力芯片通过胶水粘贴于所述管座上或通过静电封接工艺固定于管座上。
3.根据权利要求1所述的一种差压芯体，其特征在于：所述管座内设有轴孔，所述压力芯片一侧与所述轴孔一端相连通，所述轴孔另一端与所述第二空腔连通，进而使所述压力芯片一侧与所述第一空腔内的硅油接触，所述压力芯片另一侧与所述第二空腔内的硅油接触。
4.根据权利要求1所述的一种差压芯体，其特征在于：所述管座设有玻璃绝缘子，所述引线插针穿过所述玻璃绝缘子内部，并且所述引线插针与所述玻璃绝缘子烧结固定。
5.根据权利要求1所述的一种差压芯体，其特征在于：所述引线插针一端与所述压力芯片之间设有金丝，所述压力芯片通过金丝球焊与所述引线插针的电气连接。
6.根据权利要求1所述的一种差压芯体，其特征在于：所述第一腔体内与所述第二腔体内均设有陶瓷板，所述陶瓷板通过胶水对称固定于所述管座上。
7.根据权利要求6所述的一种差压芯体，其特征在于：所述陶瓷板上设有让位孔、若干金丝走线槽以及若干供所述引线插针穿过的通孔，所述金丝走线槽连通所述让位孔和所述通孔。
8.根据权利要求1所述的一种差压芯体，其特征在于：所述管座两侧对称设有第一压环和第二压环，所述第一波纹膜片设置于所述第一压环与所述管座之间，所述第二波纹膜片设置于所述第二压环与所述管座之间，所述第一波纹膜片、第二波纹膜片、第一压环与所述第二压环均通过激光焊接与管座连接。
9.根据权利要求1所述的一种差压芯体，其特征在于：所述管座设有与所述第一腔体连通的第一充油孔和与所述第二腔体连通的第二充油孔，所述第一充油孔与所述第二充油孔对称设置与所述管座两侧，所述第一充油孔与所述第二充油孔内均设有密封件，所述密封件为滚珠，所述滚珠通过压阻焊固定于所述第一充油孔和所述第二充油孔中。
10.根据权利要求1所述的一种差压芯体，其特征在于：所述第一波纹膜片的大小与所述第二波纹膜片的大小相同，所述第一波纹膜片的材质与所述第二波纹膜片的材质相同。
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| CN116164878A (zh) * | 2023-02-01 | 2023-05-26 | 上海恒脉陶瓷技术有限公司 | 一种陶瓷单腔体电容式差压传感器及其制备方法 |
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