Датчик абсолютного давления и способ его вакуумирования

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть1использовано при конструировании иизготовлении датчиков абсолютного,давления с высокими точностными иэксплуатационными характеристиками.Целью изобретения является повьппение точности измерения и надежности,а также повьппение производительности за счет уменьшения времени откачки и контроля остаточного давленияв опорной камере,На Фиг. 1 схематично показан датчикабсолютного давления; на фиг, 2 "схема вакуумирования; на фиг. 3 " характеристика изменения тока, протекающего через геттерный резистор в зависимости от времени откачки.Датчик абсолютного давления конструктивно разделен на две полости:измерительную - рабочую, ограниченнуюкорпусом 1 и воспринимающим элементом;2, и опорную - вакуумируемую полость3, ограниченную воспринимающим элементом 2 и вакуумируемым корпусом 4,В опорной полости 3 датчика размещены чувствительный элемент 5, например чувствительный элемент тенэометрического преобразователя и геттерный 30резистор, выполненный в виде отдельного узла (позиции 6 - 8).Откачка воздуха из опорной полости3 осуществляется через ниппельное от верстие, выполненное в вакуумируемомфкорпусе 4, после помещения датчика ввакуумный бокс (Фиг. 2). После включе-,ния в работу откачной системы и дос, тижения определенного разряжения в ва-,1куумном боксе (например, достижение 4 Одавления разряжения ниже 10 мм рт.ат.)или одновременно с включением откачкой системы подают напряжение питания(например, 12 В постоянного тока) нагеттерньвФ резистор (4 ип . 1) черезэлектроироводящие контакты 9 и с помощью миллиамперметра или электромеханического самописца контролируютток, протекающнй через ггттерный резистор (фиг. 2). Изменение давлениягазовой среды, вызванное работой откачной системы сильно влияет наповерхностное сопротивление металлического слоя 7 (фиг. 1) геттериогорезистора и приводит к значительномуувеличению сопротивления метаплической поверхности указанного резистора. При достижении требуемого низкогодавления в вакуумном боксе и, следо вательно, в объеме опорной полости 3 влияние газового нагружения (поверхностной абсорбции) на сопротивление резистора становится очень незначительным и поэтому прекращается изменение величины поверхностного сопротивления (т.е., при достижении определенной величины низкого давления величина сопротивления геттерного резистора становится практически постоянной). Данный момент характеризуется окончанием изменения тока, протекающего через геттерный резистор и регистрируемого миллиампврметром.Окончание изменения тока в свою очередь является сигналом к окончанию вакуумирования опорной полости прибора.Из рассмотрения характеристики изменения тока представленной на фиг. 3, видно, что практически время откачки опорной полости, имеющей объем порядка 30 смф и диаметр ниппельного отверстия, равный 0,8 мм, не превышает 10 мин.После окончания времени откачки ниппельное отверстие в вакуумируемом корпусе заваривается. Из-за . дополнительного газовьделенкя внутри опорной полости, вызванного заваркой ниппельного отверстия, давление в полости может возрасти, поэтому после заварки для поглощения (компенсации) остаточных газов встроенное в датчик геттерное устройство нагревают до температуры абсорбироваиня используемого геттерного материапа. Нагрев геттерного резистора для возникнове. ния свойств абсорбции в нем можетбыть вызван как подачей напряжения иа него (в данном случае ток черезрезистор должен быть близким к току активации), так и непосредственным нагревом всего датчика в целом. За счет нейтрализации молекул остаточного газа, присутствующих в опорной полости, из процесса измерения исключается воздействие остаточного давления иа упругий чувсгвительный эле-( мент, и в конечном .счете повышаются надежность и точность измерения датчика абсолютного давления.В датчике абсолютного давления в вакуумнруемом корпусе 4 (Фиг. 1), являппцемся основным элементом, ограицчивающим опорную полость 3 датчика, с помощью изоляторов 10 герметично установлены электропроводящие контак5 15451 ты 9, на которых размецен геттерный узел, выполненный в виде резистора.Данный резистор представляет собой керамическую подложку 6, на которую методом магнетронного распыления нанесен металлический слой 7 из геттерного материала, например циркония.Электрическая связь металлического слоя 7 с контактамю 9 осуществляется с помощью контактных гаек 8, которые одновременно служат и элементами крепления геттерного резистора.Керамическая подложка 6, вьполненная в виде пластины, расположена в опорной полости 3 так, что она перекрывает ниппельиое отверстие в ваку" умируемом корпусе 4, являясь как бы экраном между ним (отверстием) и чувствительным элементом 5. Такое рас положение пластины 6 позволяет при заварке ниппельного отверстия обеспечить защигу измерительной схемы на чувствительном элементе 5 от попадания на нее брызг расплавленного 25 металла.Окончательно датчик вакуумируется следующим образом. При подаче напряжения на его выводы (электропроводящие контакты 9) металлический слой 7 на керамической пластине 6 нагревается до определенной температуры, при которой начинается поглощение остаточных газов из опорной полости 3. на геттерную поверхность пластины 6, Таким образом достягаетея остаточное давление порядка 1 О -1 О мм рт.ст. 12 6 Формула изобретения 1, Датчик абсолютного давления, содержащий полый корпус, разделенный чувствительным элементом на сообщаемую с измеряемой средой камеру и вакуумированную камеру с размещенным в ней. соосно с загерметизированным отверстием в корпусе геттерным узлом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности, в него введены электрические гермовыводы, связанные токо- подводами с геттерным узлом, вынолненным в виде диэлектрической подложки с нанесенной на ее поверхности пленкой из геттерного материала, контактирующей с токоподводами гермовывода.2. Способ вакуумирования датчика абсолютного давления, заключающийся в откачке воздуха из опорной, камеры датчика, помещенного в вакумный бокс. герметизация опорной камеры и после-дующем нагреве совместно с размещенным в опорной камере датчика геттер- . ным узлом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения производительности и надежности за счет уменьюения времени откачки и контроля остаточного давления в опорной камере, откачку. воздуха производят с, одновременньв контролем тока, проте кающего через геттериый узел, до тех нор, пока ток не достигнет постоянного значения.154 5112 Раею Корректор В. Ги едактор И. Горная краж 467 Подписиитета по изобретениям и открытиям ва, й"35, Раупская наб., д. 4/5 86Государственного ко113035 Ио и ГКНПЦ СССР ул. Гагарина, 1 оиэводственно-издателъс За,каЭ НАКИПИ Составитель О, Слюс Техред Л.Сердюкова комбинат "Патент", г, Уи