Способ изготовления емкостного датчика давления

 

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение надежности при повышенных температурах и расширение температурного диапазона за счет уменьшения вздутия тонкопленочных электродов вследствие устранения перепада давления от газовыделения при повышенных температурах эксплуатации и за счет устранения отслоений электродов вследствие повышения равномерности распределения термодеформаций между электродами и диэлектрическими основаниями внутри рабочего диапазона температур. Способ заключается в формировании диэлектрических оснований 1 и 2, нанесения на них в вакууме тонкопленочных электродов 3, жестком закреплении диэлектрических оснований, вакуумировании и герметизации. При этом перед нанесением электродов 3 вакуумируют основания 1,2 до более глубокого по сравнению с рабочим при эксплуатации вакууме, нагревают основания 1,2 до температуры, превышающей максимальную рабочую температуру , выдерживают основания 1,2 до температуры , превышающей максимальную рабо чую температуру, выдерживают основания 1,2 при воздействии температуры и вакуума, снижают температуру оснований 1,2 до величины , определяемой по соотношению, приведенному в тексте описания, и проводят нанесение электродов при этой температуре. 1 ил. Ј (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК

„„Я0„„1649320 А ) (51)5 С 01 1 9/12

6ИЖ

М:;-. гЛЮ -!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ «&ЛИ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4666796/10 (22) 27.03.89 (46) 15.05.91. Бюл. № 18 (72) Е. М. Белозубов (53) 531.787 (088.8) (56) Патент США № 4562742, кл. G 01 1 9/12, 1985. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЕМКОСТНОГО ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения является повышение надежности при повышенных температурах и расширение температурного диапазона за счет уменьшения вздутия тонкопленочных электродов вследствие устранения перепада давления от газовыделения при повышенных температурах эксплуатации и за счет устранения отслоений электродов вследствие повышения равномерности распределения термодеформаций между электродами и диэлектрическими основаниями внутри рабочего диапазона температур. Способ заключается в формировании диэлектрических оснований 1 и 2, нанесения на них в вакууме тонкопленочных электродов 3, жестком закреплении диэлектрических оснований, вакуумировании и герметизации. При этом перед нанесением электродов 3 вакуумируют основания

l 2 до более глубокого по сравнению с рабочим при эксплуатации вакууме, нагревают основания 1,2 до температуры, превышающей максимальную рабочую температуру, выдерживают основания 1,2 до температуры, превышающей максимальную рабочую температуру, выдерживают основания

1,2 при воздействии температуры и вакуума, снижают температуру оснований 1,2 до величины, определяемой по соотношению, приведенному в тексте описания, и проводят нанесение электродов при этой температуре.

1 ил.

1649320

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к емкостным датчикам, предназначенным для измерения давлений и усилий в условиях воздействия повышенных температур.

Цель изобретения — повышение надежности при повышенных температурах за счет устранения вздутия электродов вследствие устранения перепада давления от газовыделения при повышенных температурах эксплуатации и за счет устранения отслоений электродов вследствие повышения равномерности распределения термодеформаций между электродами и диэлектрическим основанием внутри рабочего диапазона температур.

На чертеже представлена схема емкостного датчика.

Датчик содержит диэлектрические основания 1 и 2, на которые нанесены электроды 3. Выводы 4 подсоединены к электродам через проводники 5.

С пособ реализуется следующим образом.

Формируют диэлектрические основания

1 и 2 методом прессования из алюмооксидной керамики. Диэлектрическое основание 1 выполняется в виде мембраны с жестким центром, выполненной за одно целое с опорным основанием. Диэлектрическое основание 2 выполнено в виде круглого диска. Помещают диэлектрические основания в камеру вакуумного напыления.

Создают в камере установки вакуум

10 6 — 10 мм рт. ст. Нагревают диэлектрические основания до температуры (превышающей максимальную рабочую) 900 С.

Выдерживают диэлектрические основания при воздействии температуры 900 С, поддерживая при этом вакуум в пределах

10 6 — 10 " мм рт. ст. При этом из внутреннего обьема и с поверхности диэлектрических оснований происходит интенсивное газовыделение.

Существенным является то, что температура нагревания превышает максимальную рабочую температуру, так как чем выше температура, тем эффективнее происходит процесс газовыделения. При этом максимальная температура диэлектрических оснований, во-первых, ограничена температурой, при которой еще не нарушаются механические, физико-химические, электрические и другие свойства диэлектрических оснований, во-вторых, — возможностями создания и поддержа ния с требуемой точностью необходимой теммературы. Поэтому при максимальной рабочей температуре датчика, равной 800 С, температура нагрева диэлектрических оснований выбрана равной 900 С, исходя из возможностей установки. Вакуумирование диэлектрических оснований до

kt, — t)») »» )/ (Йм» вЂ” )»» более глубокого по сравнению с рабочим при эксплуатации вакуума также имеет принципиальное значение, так как газоотделение повышается с увеличением вакуума.

Поэтому, подвергнув диэлектрические основания одновременному воздействию высокой температуры (превышающей максимальную рабочую температуру) и вакуума более глубокого по сравнению с рабочим при эксплуатации достигается существенно большая степень газовыделения по сравнению с рабочими условиями датчика при экстремальных режимах эксплуатации. Степень обезгаживания диэлектрических оснований определяется временем одновременного воздействия повышенной температуры и вакуума. Время воздействия определяется экспериментальным путем для каждого конкретного типоразмера диэлектрического основания и зависит от целого комплекса физико-химических характеристик массы, 20 состава, структуры, размеров, характера предварительной обработки и т.п., а также конкретных значений температуры и давления.

Снижают температуру до величины, 5 определяемой по соотношению <хаим(и йн о) + Онат(нлм о) с @ -ф + а, Э где f, — температура нормальных клима30 тических условий; — минимальная температура рабочего диапазона температур при эксплуатации; — то же, максимальная температура;

З5 Ап>, разность температурных коэффициентов линейного расширения электродов и соответствующего диэлектрического основания при температуре / „., 40

Ап«то же, при температуре т

An, — то же, при температуре t„, и проводят нанесение электродов при этой температуре.

Затем переносят диэлектрические основания в установку диффузионной сварки, 45 в которой жестко закрепляют между собой диэлектрические основания. Далее проводят электрическое соединение выводов 4 при помощи выводных проводников 5 с электродами. Электрическое соединение может проводиться как вне установки диффузионной

50 сварки, так и в ней. Сборку помещают в вакуумную установку, в которой создают вакуум 1О 5 мм рт. ст., и при этом вакууме проводят герметизацию внутренней полости датчика при помощи корпуса 6. При этом температуру нанесения электродов можно

55 рассчитать и по ссютношению

2k(sled» (t - t»)+!Id»»» (t *.» — »,)

1649320 где

5 Формула изобретения

Составитель А. Соколовский

Редактор М. Келемеш Техред А. Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 1514 Тираж 362 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС(Р

113035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», f. Ужгород. ул. Гагарина, 101

Способ изготовления емкостного датчика давления, заключающийся в формировании двух диэлектрических оснований, одно из которых выполнено с мембраной, нанесении на них в вакууме тонкопленочных электродов, жестком закреплении оснований в корпусе, последующем создании в корпусе рабочего вакуума и герметизации корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности датчика при повышенных температурах, перед нанесением электродов вакуумируют диэлектрические основания до более глубокого, по сравнению с рабочим, вакуума, нагревают диэлектрические основания до температуры, превышающей максимальную рабочую температуру, выдерживают диэлектрические основания при этой температуре и вакууме, снижают температуру до величины, определяемой соотношением: где t, — температура нормальных климатических условий; (чу — минимальная температура рабочего диапазона температур при эксплуатации; — то же, максимальная температура;

An>„— разность температурных коэф15 фициентов линейного расширения электродов и соответственно диэлектрического основания при температуре 1„,„.

Ла„„„,— то же, при температуре 1„„вс;

Ла, — то же, при температуре 1,; а затем проводят нанесение электродов при этой температуре.