Датчик абсолютного давления и способ его вакуумирования

СОКЕ СОВЕТСНИХЫЦЙ 1 МПЬ Еэ аРЕСПУБЛИК И 91 111)(51)5 9 01 1. 7/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ 1 ГПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ ССОф И АВТОРСКОМУ СЮДЕТЕЛЬСТВУ(54) ДАТЧИК АВСОБОТНОГО 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 пу 5 тем осуществления двухэтапного нагрева геттерного узла,при этом темперагтура 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 откач" ки воздуха из опорной полости, и гет терный узел 7, выполненный из двух независимых геттерных элементов; тем пература активации одного из которых выше температуры активации другого. Изобретение относится к области измерительной техники, в частности кдатчикам неэлектрических величин, иможет быть использовано при разработке и изготовлении датчиков абсолютного давления.Целью изобретения является повышение точности и срока эксплуатации,На чертеже изображен датчик абсолютного давления,Датчик содержит чувствительный элемент 1, который соединен посредствомпередаточного штока 2 с воспринимающим измеряемое давление элементом 3,представляющим собой мембрану, жесткозакрепленную в корпусе 4 и разделяющую полость датчика на камеру с измеряемой средой, подаваемой через приемный штуцер 5, и камеру 6, где должносохраняться низкое давление остаточныхгазов. В дне вакуумированной камеры, вмонтирован геттерный узел 7, состоящий в свою очередь из таблеток 8 и 9геттерного материала,Первоначальная откачка воздуха производится через ниппель 10 и откачноеотверстие 11. Для предохранения и Фик сации таблеток геттерного материаласлужит предохранительная пружина 12,Работа датчика происходит следующим образом.При подаче через приемный штуцеризмеряемого давления (разрежения)Р прогибается воспринимающий элемент (мембрана) 3, Прогиб Ах черезпередаточный шток 2 передается на При активации первого геттерного элемента путем нагрева датчика до температуры Т геттерный состав, акти-вируясь, поглощает остаточные газыиз опорной полости датчика. В процессе эксплуатации датчика в результатенатекания (микротечей) и десорбциирастворенных в металле корпуса остаточных газов давление в опорной потлости повышается, что приводит кухудшению, метрологических характеристик. Дпя восстановления метрологических характеристик датчик подвергается второму этапу нагрева, что приводит к активации второго геттерногосостава, который отсасывает остаточные газы в опорной полости датчика2 с.п. ф-лы, 1 ил. чувствительный элемент 1, выполненныйв виде мембраны или балки, вызываядеформацию Я последнего. Чувствительные к деформации элементы, сформированные в теле или на поверхностичувствительного элемента, напримерполупроводниковые или металлопленочные тензорезисторы, преобразуют деформацию в пропорциональное изменение сопротивления 1 Р., Тензочувствительные элементы включены в мостовую схему, преобразующую изменение сопротивления в изменение напряженияконечный аналоговый выходной сигнал 6 0.Вакуумирование датчиков по способуосуществляется следующим образом.Датчик помещают в вакуумный бокс,включается откачная система, в результате чего в течение 1,5-2 ч давлениев опорной полости датчика уменьшается с атмосФерного (760 мм рт.ст.).доостаточного давления в вакуумном боксе (ниже 10 мм рт.ст.),Откачка газов из опорной полостидатчика производится через геттерныйузел, встроенный в ниппельПосле достижения давления ниже 10 мм рт.ст,ниппельное отверстие заваривают ипроизводят активацию геттерного материала путем нагрева датчика до контролируемой температуры Тв , равной,онапример, 400-450 С. Рремя нагрева 1этапа составляет практически 5-10 мин,Благодаря активации геттерного материала давление в опорной полости сни1605145 6материалом второго геттера давление в з- опорной полости снижается до величины 10 -10мм рт. ст. и менее, врезультате чего работоспособнЬсть датчика абсолютного давления восстанавливается.Дополнительным преимуществом дато- чика является расширение срока егоэксплуатации,Ф о р м у л а изобретения Составитель О.Слюсарев Редактор Л.Гратилло Техред Л,Олийнык Корректор М,СамборскаяЗаказ 3449 Тираж 468 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 5жается до 10 имм рт.ст., чтообеспечивает необходимую точность имерения.В процессе эксплуатации и хранения датчика в результате микротечейи выделения газов с внутренних стенок опорной полости давление в нейповышается. Повышение давления не мжет быть скомпенсировано геттернымматериалом из-за его насыщения. Привозрастании давления в опорной полости до значений, превьппающих нижнийпредел измерения датчика, он уже неможет обеспечить необходимой точностиизмерения (период регламентированного изменения метрологических характеристик), поэтому датчик подвергается второму этапу нагрева,В результате нагрева датчика активируется геттерный состав с большейтемпературой активации, что приводитк снижению давления остаточных газовдо уровня, позволяющего проводить измерения с заданной точностью, Температура 11 этапа нагрева выбираетя в1,1-1,2 раза больше 1, Пределы определены исходя из того,что верхняягранйца нагрева (.1,2 Т,) определяетперегрузочную температуру, которуюможет выдержать чувствительный элемепт.Так как количество остаточных газов, находящихся я опорной полостиперед вторым этапом нагрева, невелико, время нагрева при втором этапевыбрано меньше. При этом нижний предел (О,ЗС 1) выбирается исходя из условия полной активации материала вто рого геттера, а верхний (0,4 п )исходя из допустимого времени нахождения чувствительного элемента приповышенной температуре,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 отверс 20 тие, сообщенное каналом с первым геттерным элементом., закрепленным в вакуумированной камере, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и срока эксплуатации, в25 него введен второй геттерный элемент,который закреплен в вакуумированнойкамере и сообщен с каналом с отверстием в стенке корпуса, при этом температуры активации первого и второго:геттерных элементов различны,1 2, Способ вакуумирования датчикаабсолютного давления, заключающийся воткачке воздуха из вакуумированнойкамеры датчика, герметизации отверс тия в стенке вакуумной камеры и последующем первом нагреве датчика цавления, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности вакуумирования, производят второй на О грев датчика давления в течение времени, составляющем 30-40 от временипервого нагрева, при этом температурувторого нагрева устанавливают на 1 О 20 выше температуры первого нагрева,