專利名稱：并聯(lián)式真空、壓力敏感元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于彈性敏感元件的技術領域，具體涉及一種可同時感受環(huán)境壓力和工作壓力的并聯(lián)式真空、壓力敏感元件，為類似傳感器的小型化發(fā)展提供了技術保障，且同時具有高精度、長壽命的特點。
背景技術：
對于需要同時感受環(huán)境壓力和工作壓力的敏感元件，現(xiàn)有的設計方案是分別設計真空敏感元件和壓力敏感元件，再進行機械組合；如此會帶來設計復雜、工藝加工難度大、 產(chǎn)品整體外形大、無法滿足未來傳感器小型化、高精度、長壽命的發(fā)展需求等難題。
發(fā)明內容
本發(fā)明的發(fā)明目的提供一種能夠可同時感受環(huán)境壓力和工作壓力的并聯(lián)式真空、壓力敏感元件。本發(fā)明采用如下的技術方案實現(xiàn)
一種并聯(lián)式真空、壓力敏感元件，包括上中心桿、上膜片、止動套、膜盒底座、大膜盒串以及小膜盒串，大膜盒串和小膜盒串并聯(lián)設置，大膜盒串和小膜盒串的上部由上中心桿及上膜片組合焊接密封，大膜盒串和小膜盒串的下部由膜盒底座組合焊接密封，上中心桿下部為止動套，止動套與膜盒底座通過螺紋連接，大、小膜盒串之間抽真空，小膜盒內腔加工作壓力?？赏瑫r感受環(huán)境壓力及內腔工作壓力并通過上中心桿輸出相應位移特性。大、小膜盒串的組合結構采用并聯(lián)方式進行組合，結構緊湊外觀新穎，滿足未來傳感器小型化的發(fā)展需求。大、小膜盒串各由20片相同參數(shù)的單個膜片串聯(lián)焊接組合而成。工作時敏感元件可感受環(huán)境壓力而輸出一定位移特性；同時小膜盒內腔加工作壓力P2后輸出另一位移特性，二者疊加輸出總位移特性。此結構的敏感元件可同時感受環(huán)境壓力及內腔工作壓力并通過上中心桿輸出相應位移特性，實現(xiàn)了真空、壓力敏感元件的一體化。本發(fā)明的有益效果利用膜盒串并聯(lián)式組合、兩膜盒串中間抽真空、小膜盒串內腔加工作壓力的結構可實現(xiàn)真空敏感元件與壓力敏感元件的小型化組合，有效解決了未來產(chǎn)品小型化發(fā)展的需要，降低了產(chǎn)品的設計、工藝難度，同時利用焊接膜盒串的大位移特性及有效的電子束焊接工藝保證了敏感元件的高精度、長壽命特性。利用本發(fā)明已經(jīng)在發(fā)動機放氣活門配套的一種同時感受環(huán)境壓力及發(fā)動工作壓力的敏感元件的綜合壓力-位移特性輸出功能得到了實現(xiàn)，保證了小型化、高精度、長壽命傳感器國產(chǎn)化研制的進度，取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效益。
圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為本發(fā)明的工作原理圖； 圖3為大膜片結構示意圖； 圖4為小膜片結構示意圖中1-上中心桿，2-上膜片，3-大膜盒串，4-小膜盒串，5-膜盒底座，6-止動套，7-真空抽孔，PO-環(huán)境壓力，P2-工作壓力，S-輸出位移特性。
具體實施例方式本發(fā)明由上中心桿1、上膜片2、止動套6、膜盒底座5及大、小膜盒串并聯(lián)組合焊接而成，組合結構如圖1所示。整體結構由大膜盒串3、小膜盒串4并聯(lián)而成，上部分由上中心桿1及上膜片2組合焊接密封，下部分由膜盒底座5組合焊接密封，止動套6與膜盒底座 5通過螺紋連接，止動套6可上下調整敏感元件特性，調整完成后與膜盒底座5進行焊接定位，工作時能起到支撐限位作用。大膜盒串3與小膜盒串4中間抽真空后通過真空抽孔7進行密封。如圖2所示， 工作時敏感元件可感受環(huán)境壓力而輸出一定位移特性；同時小膜盒內腔加工作壓力P2后輸出另一位移特性，二者疊加輸出總位移特性。此結構的敏感元件可同時感受環(huán)境壓力及內腔工作壓力并通過上中心桿輸出相應位移特性，實現(xiàn)了真空、壓力敏感元件的一體化，為未來敏感元件的小型化發(fā)展奠定了技術基礎。所述大膜盒串3由20片相同參數(shù)的單個大膜片，如圖3所示，采用電子束焊接進行串聯(lián)組合而成，小膜盒串4由20片相同參數(shù)的單個小膜片，如圖4所示，采用電子束焊接進行串聯(lián)組合而成，要求膜盒串組合焊接實現(xiàn)氣密。所述大、小膜片材料采用奧氏體沉淀硬化不銹鋼AM350，膜盒串組合焊接完成后按熱處理制度SCT850進行；上膜片材料采用恒彈合金3J53及真空時效工藝；其余零件材料采用真空冶煉不銹鋼lCrl8Ni9Ti。整體組合工藝采用電子束焊接工藝。敏感元件工作時，敏感元件外腔分別感受不同的環(huán)境壓力760mmHg(海平面環(huán)境壓力)、525mmHg (3000m高度環(huán)境壓力)、433mmHg (4500m高度環(huán)境壓力)、354mmHg (6000m高度環(huán)境壓力)，輸出一定的位移特性；而小膜盒串內腔分別加相當于四倍環(huán)境壓力的工作壓力相對壓力 0. 5MPa (3040mmHg)、相對壓力 0. 28MPa (2100mmHg)、1732mmHg、1416mmHg， 最終所述敏感元件可輸出綜合的位移特性，可通過控制放氣活門有效防止發(fā)動機的哮喘。 利用焊接膜盒串大位移的特性使所述敏感元件具有了高精度的特性，同時通過合理的材料、工藝應用及熱處理規(guī)范的調整滿足了飛機等振動條件比較苛刻的環(huán)境使用要求，使用壽命達到3000小時/10年，相對常規(guī)設計而言，所述敏感元件即滿足了綜合特性要求，同時實現(xiàn)了未來傳感器小型化、高精度、長壽命的發(fā)展要求。
權利要求
1.一種并聯(lián)式真空、壓力敏感元件，其特征在于包括上中心桿(1)、上膜片(2)、止動套 (6)、膜盒底座(5)、大膜盒串(4)以及小膜盒串(4)，大膜盒串(3)和小膜盒串(4)并聯(lián)設置， 大膜盒串(3)和小膜盒串(4)的上部由上中心桿(1)及上膜片(2)組合焊接密封，大膜盒串 (3)和小膜盒串(4)的下部由膜盒底座(5)組合焊接密封，上中心桿(1)下部為止動套(6)， 止動套(6)與膜盒底座(5)通過螺紋連接，大、小膜盒串之間抽真空，小膜盒內腔加工作壓力。
2.根據(jù)權利要求1所述的并聯(lián)式真空、壓力傳感元件，其特征在于大、小膜盒串各由20 片相同參數(shù)的單個膜片串聯(lián)焊接組合而成。
全文摘要
本發(fā)明屬于彈性敏感元件的技術領域，具體是一種并聯(lián)式真空、壓力敏感元件，發(fā)明目的提供一種能夠可同時感受環(huán)境壓力和工作壓力的并聯(lián)式真空、壓力敏感元件。其包括上中心桿、上膜片、止動套、膜盒底座、大膜盒串以及小膜盒串，大膜盒串和小膜盒串并聯(lián)設置，大膜盒串和小膜盒串的上部由上中心桿及上膜片組合焊接密封，大膜盒串和小膜盒串的下部由膜盒底座組合焊接密封，上中心桿下部為止動套，止動套與膜盒底座通過螺紋連接，大、小膜盒串之間抽真空，小膜盒內腔加工作壓力。本發(fā)明的有益效果有效解決了未來產(chǎn)品小型化發(fā)展的需要，降低了產(chǎn)品的設計、工藝難度，保證了敏感元件的高精度、長壽命特性。
文檔編號G01L15/00GK102539059SQ20111044700
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權日2011年12月28日
發(fā)明者王靈寶, 陳小軍 申請人:太原航空儀表有限公司