[发明专利]一种温度压力一体化传感器

说明书

本发明公开了一种温度压力一体化传感器，包括传感器本体、第一温度传感器、隔离膜片、压力传感器、基座；所述传感器本体的前部表面设置有隔离膜片并具有间隙，隔离膜片用于传递压力信号，传感器本体的后部设置有放置压力传感器和基座的腔体，基座覆盖腔体的开口，压力传感器位于腔体内且固定在基座上，传感器本体的前部和后部之间设置有水平方向的通孔，且通孔、隔离膜片和传感器本体之间的间隙，以及传感器本体后部的腔体，构成连通的引压空间，引压空间内填充有液体，以便将隔离膜片上的压力信号传递到压力传感器；所述传感器本体设有与通孔平行的测温孔。本发明可方便实现温度和压力的同时测量和准确测量。

技术领域

本发明所述的一种温度压力一体化传感器，涉及一种在管道或容器内，同时测量压力和温度的传感器领域，以及仪器仪表领域、仪器仪表行业的多参数测量领域。特别涉及在污染介质中的高精度压力和温度测量。

背景技术

压力传感器是一种用于测量介质压力的器件或装置，具有远传功能的压力传感器有时又称为压力变送器。压力传感器既可以是具有压力测量功能的芯片，也可以是经过封装后完成一定功能的压力测量模块。压力测量分为绝对压力、相对压力、差压等压力参量的测量，所以又细分为绝压传感器、表压传感器、差压传感器等。另外，压力传感器根据测量原理可分为多种类型，如：机械式、电容式、硅电阻、硅电容、压电式等，从而构成各个应用领域的压力传感器。在管道和容器的压力测量中，压力传感器按安装方式，可分为引压式和直装式。引压式一般通过引压管，将管道或容器内的压力传递给压力传感器。这种方式的优点是可以测量高温、高污染的介质，缺点是引压装置复杂，使用不方便。直装式是将压力传感器直接安装在管道或容器的壳体上，直接测量介质的压力。这种方式的优点是安装简单，缺点是使用场合有限制，不能应用于高温介质中。

硅、蓝宝石等晶体类材料制造的压力传感器，是一类应用非常广泛的压力传感器，如扩散硅压力传感器、SOI压力传感器、蓝宝石压力传感器、硅电容压力传感器、应变片等。为了便于这些传感器的使用，往往采用标准的集成电路封装工艺，将这类传感器固定在一个带有针脚的金属基座上，针脚和金属基座电绝缘，压力传感器上的信号接点，采用金属丝连接到针脚的一端，再从针脚的另一端将信号引出。使用时，将金属基座固定到所需的金属构件中，从而形成完整的压力测量装置。必要时，还会在金属构件中装上隔离膜片，并充入硅油、氟油等。

直装式压力传感器安装到管道或容器上，一般采用螺纹连接方式。压力传感器的前端布置有外螺纹，同时在管道或容器壳体上设置内螺纹安装座，将压力传感器固定在壳体上。基座所在的管道或容器壳体上开孔，使得压力传感器的前端可以和测量介质接触。前端传感器和介质之间一般有隔离膜片，防止介质和压力传感器直接接触导致的损坏。隔离膜片的材料一般根据介质的类型选择，常用的材料有不锈钢、钛合金、哈氏合金、钽等。隔离膜片可以设置在传感器的前端，也可以设置在内部。当设置在前端时，不需要设置引压孔，隔离膜片和介质直接接触，能消除介质污染的影响，但制造工艺较复杂。当设置在内部时，需要设置引压孔，当介质污染导致引压孔堵塞时，会引起传感器失效，因此这种方式只能用于介质较纯净的场合。这种隔离膜片内置的方式，具有工艺简单、成本低的优点。

温度传感器是用于测量介质温度的装置，具有远传能力的温度传感器有时又称为温度变送器。温度传感器分为接触型和非接触型，根据测量原理可分为多种类型，如：热电阻、热电偶、红外等。其中热电阻采用的材料包括：铜、铂、NTC等，从而成为常用的Cu50、Cu100、Pt100、Pt500、Pt1000、NTC1K、NTC5K、NTC10K等规格温度传感器。热电偶由不同的材料，成为K型、E型、J型、N型、B型、S型、R型、T型等各种规格温度传感器。