Способ изготовления пьезоэлектрических датчиков давления

.д.)2 может бытированнидатчикови пульс овые рение олуча рас строиства,вленияв давления.ИзФ дпя д ний о ельных модулей менных давлеуищим образом. й чувствительотовленный из од ССУД СТЮ.НИ 1 й И 0 МИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРПРИ ЛЮТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО(57) Изобретение относитсягииизготовления пьезоэлектдатчиков давления и направлповышение чувствительностирение диапазона рабочих тем е относится к области измерительнои техники ииспользовано при конструпроизводстве миниатюрныхбыстропеременных, ударныхций давлений,Целью изобретения явлшение чувствительности идиапазона рабочих темпермых датчиков.На фнг,1-6 дана схемареализующего способ изгопьезоэлектрических датчик готовление измери атчиков быстропер существляется слеНа пьеэоэлектрическ ный элемент (ЧЭ) 1, иэ)5 С О Ь 23/О, Н 01 Ь 41/ Способ изготовления включает заливку герметиком предварительно получен;ного пьезоэлектрического чувствительного элемента с электрическими выводами, причем перед заливкой герметика на поверхности чувствительногоэлемента, подвергающиеся воздействию ролируемого усилия, наносят пленку сублимирующего клея, в процессезаливки оставляют в герметике отверстия, потом осуществляют нагрев дотемпературы сублимации клея, послечего герметизнруют укаэанные отверстия и окончательно термообрабатывают сборку до полного отверждения герметика. 6 ил. очувствительного материала ( керамика, ниобат лития, кварц н тсо стороны электрических выводовнаносится пленка 3 сублимирующегоклея. При этом торцовая поверхность4 ЧЭ выбирается таким образом, чтобыперпендикуляр, опущенный на указанную поверхность, бып ортогонален направлению 5 воздействия измеряемого давления, силы ипи ударной нагрузки,Далее ЧЭ перемещается в форму 7, вкоторую заливается герметизирующий материал 6 (например, стекло, керамика, эмаль), которьп, по возмож" ности, должен иметь близкий с матет. риалами ЧЭ коэффициент теплового ширения.В заливочной массе герметика 6 елываются сквозные, доходящиедо клеевого слоя 3 отверстия 8,например, прокалыванием,Залитый герметиком ЧЭ нагреваютнагревателем 9, например, в муфель-ной печи до температуры сублимацииклея, Клей испаряется, продукты испа"рения свободно выходят через отверстия 8В результате нагрева герметизирую щий материал также подсушнвается (если это керамика и стекло), что приводит к удалению растворителя изобъема герметика. После этого отверстия 8 заливаются аналогичными герметизированным материалом 10. Послесублимации клея между его торцовойповерхностью 4 и герметизирующимматериалом 6 возникает зазор 11,который позволяет деформироватьсяЧЭ 1 под действием измеряемой величины. Далее загерметизированный ЧЭподвергается окончательной. термообработке в камере 1 2 печи. При этом.взависимости от материала герметика 25термообработка может"проводитьсякак на воздухе, так и в контролируемой атмосфере, например в азоте.Температура термообработки выбирается исходя из конкретного материалапьезоэлемента, однако верхняя граница термообработки не должна превышать точки Кюри пьезоэлектрическогоматериала. Термообработка позволяетпровести кристаллизацию и обжиг (вслучае керамики), снятие внутреннихнапряжений (стекло) и остекловаться(эмали),В результате такого изготовленияполучается герметичный измерительный 40модуль 13, на который при измеренияхвоздействует быстропеременное давление 14.П р и м е р, На серийно изготавлйг"ваемый пьезоэлектрический модульПМ 8 со стороны электрических выводовнаносился слой сублимирующего клеяКС, прн этом пьезомодуль преварительио подогревается до температурыб 8-75 С. Цалее пьезомодуль помещалсяв пресс-форму, в которую под давлени-,ем нагнетался керамический шликер,состоящий из порошковой керамики ВК941, перемешанной с растворителемолеиновой кислотой, и пластифнкатором - парафином,После подсушки при комнатной температуре в сырой керамической массе проделывались отверстия диаметром 0,5-2 мм, доходящие до клеевого слоя а пьезомодуль, опрессованный керамикой, нагревался до температурыо110-125 С в муфельной печи и после выдержки в течение 10-15 мин сборки вынимались из печи. Отверстия для выхода газов заделывались стеклоцементом СЦНи пьезомодулн проходили окончательную термообработку при температуре (700+100) С в течение 4-5 ч, Термообработка проводилась в вакуумной печи СВН при вакууме не ниже 10 мм рт.ст.3В результате применения описанного способа изготовления датчиков быстропеременных давлений повышена в 1,5-2 раза чувствительность, в 3 раза - частотный диапазон, .в 3-4 раза - диапазон рабочих температур, уменьшаются в 2 раза габариты, более чем на порядок повышена эксплуатационная надежность. Кроме того, датчики в случае применения в качестве герметизирующего материала керамики могут работать практически во всех агрессивных средах.Формула и з о б р е т е н и яСпособ изготовления пьезоэлектрических датчиков давления, включающий изготовление пьезоэлектрического чувствительного элемента с электрическими выводами н заливку его герметиком, о т л и ч а .ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности .и расширения рабочих температур датчиков, перед заливкой герметика на тор-. цовые поверхности чувствительного элемента со стороны, перпендикулярной к направлению воздействия давления, наносят пленку сублимирующего клея, производят заливку чувствительного элемента герметизируюпря материалом оставляя в герметике отверстия, доходящие до клеевого слоя нагревают сборку до температуры сублимации клея, затем герметизируют указанные отверстия и проводят окончательную термообработку сборки до полного отверждения герметизирующего материала.