[发明专利]装配式定电极的电容压力传感器

说明书

一种装配式定电极的电容压力传感器，解决了现有电容压力传感器的配件多，陶瓷绝缘体内气体容易附着，影响真空度，非线性大，动电极形变与定电极面形不匹配等问题。其蓝宝石单晶制作的定电极绝缘体利用弹性定位器固定支撑在带盖夹持压环空腔内居中位置，采用恒弹性金属制作的双面镀贵金属层的薄膜动电极，有依托的压接在定电极绝缘体底部的环形平面与带引压口的支座的环形平面之间，通过三波镀金压簧施压，使双面镀贵金属层的薄膜动电极与定电极绝缘体之间紧密接触。其结构简单，设计合理，制作容易，生产效率高，使用可靠，长时间不用调零点，减少了吸气量、放气量，使漏率大大降低，真空度可以长久得到保持，显著提高测量的稳定性和测量精度。

技术领域

本发明涉及一种用于测量气体介质的电容压力传感器，特别是一种定电极与有依托的动电极压接封装在一起的装配式定电极的电容压力传感器。它适于测量气体介质的微小压力，微小绝对压力（真空规）。

背景技术

目前，基于平行板电容原理的电容压力传感器，对于测量气体介质的微小压力，微小绝对压力（真空规），特别是测有一定腐蚀性的介质，呈绝对优势。美国MKS公司是这类产品的主要垄断商，并对华限制出售。MKS公司的产品采用一种装配式定电极结构，如图4～5所示，包括薄膜动电极14、定电极95陶瓷绝缘体15、带引压口的支座16、兼外壳的上夹持环17、导电螺栓18、平垫19、螺母20、玻璃封电极21、锥形弹簧22、吸气剂室23、碟形压簧24、金属复合管25、上盖26、压簧下垫片27、三足垫片28、聚酯膜层29、测量电极30、参考电极31、测量电极导电螺栓孔32、参考电极导电螺栓孔33等件。其定电极95陶瓷绝缘体15呈平面，在两平行面上，用厚膜电路工艺制作出了厚膜的测量电极30、参考电极31，利用导电螺栓18、平垫19、螺母20，将绝缘体正面参考电极31与测量电极30引到背面的欧姆接触膜层上，制作了定电极；用Inconel X-750，制作20μm（对于0.1Torr量程的真空规）厚的薄膜动电极。薄膜动电极靠用同样Inconel X-750合金制作的动电极外壳17与带引压口的支座16两个配件夹持焊接固支。定电极95陶瓷绝缘体15，靠碟形弹簧24、压簧下垫片27、三足垫片28，压封在动电极外壳17上。定电极95陶瓷绝缘体15与外壳间留有一定间隙，相对于间隙，定电极95陶瓷绝缘体15不一定是中心对称的。与薄膜动电极14间留有200μm左右的间隙，留给薄膜动电极14受压形变用。定电极95陶瓷绝缘体15与薄膜动电极14之间垫有4mm左右的Inconel X-750叠加区。固定施压碟形弹簧24的上盖26是焊接在动电极外壳17上的。上盖26上焊有抽真空用的内铜外不锈钢的金属复合管25，当参考室抽到高真空后，用机械压封此管，实现密封；上盖26上焊有吸气剂室23，室内充以高温激活吸气剂；上盖26上焊有两个玻璃封电极21，玻璃封电极21上分别固定有锥形弹簧22，靠压力接触定电极95陶瓷绝缘体15上的参考电极31与测量电极30的欧姆接触膜层，实现电容的电学导通。