一種抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器的制作方法

本發明涉及一種壓力傳感器，具體地說涉及一種抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器。

背景技術：

壓力傳感器是工業實踐、儀器儀表控制中最為常用的一種傳感器，已廣泛應用于各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、生產自控、航空航天、軍工、石化等眾多行業。壓力傳感器種類繁多，如電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器等，其中電容式壓力傳感器是一種利用電容敏感元件將被測壓力轉換成與之呈一定關系的電量輸出的壓力傳感器，其通常是使用鍍金屬薄膜或者圓形薄膜作為電容器的一個電極，在薄膜感受到壓力時會變形，此時薄膜與固定的電極之間所產生的電容量就會發生改變，測量電路就可以輸出跟電壓形成一定關系的電信號。

現有電容式壓力傳感器存在著結構和封裝工藝復雜、傳感器總體尺寸難以縮小、制造成本高的問題，如中國專利cn1614375a公開的一種電容式壓力傳感器，如圖1所示，其包括一個由導電材料制成的內置式emc屏蔽件(24)，該屏蔽件(24)整體呈杯形，其具有一個底壁和一個由該底壁伸出的周向側壁，該屏蔽件的尺寸允許其緊密裝配在腔體(16d＇)內，而該腔體是由六端口外殼(16＇)的側壁(16e＇)形成的；在底壁內設置有一個流體接收孔(24a)，一個由合適的彈性體材料制成的環形密封墊(26)安裝在屏蔽件(24)的底壁之頂部上并靠近其側壁。電容式檢測元件(12)、調節電路(14)和環形密封墊(26)安裝在杯形屏蔽件(24)內，同時連接件(20＇)的底座(20a＇)與屏蔽件(24)的側壁之自由遠端通過卷邊安裝在該底座20a＇的一個凸緣部分上。由絕緣材料制成的套筒(28)被裝配到杯形屏蔽件(24)周圍，屏蔽件通過套筒(28)及o型圈(30)與外殼電絕緣，其中o型圈設置在腔體的底壁上，例如設置在一個環形槽(16f)內，該o型圈還被用作一個流體密封部件。側壁16e＇的上部自由端被向里彎折到上述已卷邊的杯形屏蔽件上方，從而通過這種已卷邊的杯形屏蔽部件和絕緣套筒的上部形成了一個與連接件底座(20a＇)相連接的輔助性卷邊連接，完成了一個壓力傳感器的封裝。

上述電容式壓力傳感器在裝配過程中需要完成兩次封裝，即：(1)屏蔽件卷邊封裝、(2)外殼卷邊封裝；裝置中也必然需要使用到兩個密封件，即環形密封墊(26)和o型圈(30)，這樣增加了傳感器的制造成本，且結構也無法得到簡化，傳感器的總體尺寸受到限制，無法進一步縮小；另外，傳統壓力傳感器在使用過程中易受到導電流體和電磁信號的干擾，從而影響其電壓輸出。

技術實現要素：

為此，本發明所要解決的技術問題在于現有電容式壓力傳感器制造成本高、結構復雜、傳感器體積較大，從而提出一種成本低廉、結構更簡單、更緊湊的抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

本發明提供一種抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器，其包括：

電容式壓力檢測部件；

圓筒形屏蔽件，設置于所述電容式壓力檢測部件外部，所述圓筒形屏蔽件的頂端和底端具有向內彎折的屏蔽件彎折部；

絕緣擋圈，設置于所述屏蔽件彎折部的底部；

o型密封圈，設置于所述絕緣擋圈內緣。

作為優選，所述圓筒形屏蔽件外部設置有電絕緣套筒，所述電絕緣套筒頂部具有向內彎折的套筒彎折部，所述電絕緣套筒的外部設置有傳感器外殼。

作為優選，所述電絕緣套筒的材質為柔性絕緣材料，其厚度為0.1-0.2mm，所述o型密封圈為絕緣橡膠密封圈。

作為優選，所述電容式壓力檢測部件包括基座，所述基座底部設置有感壓膜，所述感壓膜底部設置有導電屏蔽層，所述導電屏蔽層底面與所述屏蔽件彎折部接觸。

作為優選，所述圓筒形屏蔽件的材質為銅，其厚度為0.05-0.1mm。

作為優選，所述傳感器外殼的形狀為六角管，所述六角管的頂部具有外殼折彎部，所述外殼折彎部壓緊所述套筒折彎部頂部設置。

作為優選，還包括，用于將電容值轉化為輸出電壓信號的調理電路，所述調理電路設置于所述電容式壓力檢測部件頂部；電氣連接件，設置于所述調理電路上方且與調理電路電連接。

作為優選，所述調理電路與所述電氣連接件由焊接于電氣連接件的一組引腳連接；所述調理電路還具有一組金屬凸舌，所述凸舌連接于所述電氣連接件側壁。

作為優選，所述導電屏蔽層的表面方阻不大于100ω/□，厚度為0.1-40μm，所述導電屏蔽層由金、銀、銅、鉑、鎳鉻、鎳銅中的一種或幾種制備而得。

作為優選，所述屏蔽件折彎部底面與所述絕緣擋圈頂部接觸，所述絕緣擋圈外壁與電絕緣套筒內壁接觸。

本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：

(1)本發明所述的抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器，其包括：電容式壓力檢測部件；圓筒形屏蔽件，設置于所述電容式壓力檢測部件外部，所述圓筒形屏蔽件的頂端和底端具有向內彎折的屏蔽件彎折部；絕緣擋圈，設置于所述彎折部底部；o型密封圈，設置于所述絕緣擋圈內緣。圓筒形屏蔽層底面不是封閉結構，無需在圓筒形屏蔽件與電容式壓力檢測部件之間設置環形密封墊，只需要一個o型密封圈即可實現傳感器的密封封裝，簡化了傳感器結構，可有效縮減傳感器的尺寸，降低傳感器生產成本，所述壓力傳感器可應用于通風裝置、空調尤其是變頻空調領域。

(2)本發明所述的抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器,圓筒形屏蔽件外部設置有電絕緣套筒，所述電絕緣套筒頂部具有向內彎折的套筒彎折部，所述電絕緣套筒的外部設置有傳感器外殼。壓力傳感器在工作過程中會由于設備的啟停、故障或雷擊、強靜電等因素產生超出正常工作電壓的瞬間過電壓，傳統的壓力傳感器調理電路與外殼接通，電源與調理電路、外殼之間形成一個導電通路，當瞬間過電壓通過該導電通路時，調理電路和壓力檢測部件易被擊穿而導致傳感器失效，本方案中的壓力傳感器則由于具有電絕緣套筒而有效使調理電路、壓力檢測部件與外殼絕緣，保護其不被擊穿。

(3)本發明所述的抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器，傳感器外殼的形狀為六角管，所述六角管的頂部具有外殼折彎部，所述外殼折彎部壓緊所述電絕緣套筒折彎部頂部設置，電絕緣套筒折彎部頂部又壓緊屏蔽件折彎部設置，電絕緣套筒、圓筒形屏蔽件均由塑性和柔韌性良好的材料制成，卷曲阻力很小，可與外殼頂部一次卷曲壓緊成型，簡化了壓力傳感器的生產流程，從而進一步降低了生產成本。

(4)本發明所述的抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器，還包括用于將電容值轉化為輸出電壓信號的調理電路，所述調理電路設置于所述電容式壓力檢測部件頂部；電氣連接件，設置于所述調理電路外部、上方且與調理電路通過一組引腳電連接。調理電路還具有一組凸舌，凸舌設置于電器連接件側壁，當屏蔽件卷曲成型為圓筒形時，凸舌與圓筒形屏蔽件充分接觸，而圓筒形屏蔽件與電容式壓力檢測部件的導電屏蔽層充分接觸，形成了一個導電回路，凸舌起到將調理電路與導電回路連接的作用，從而使圓筒形屏蔽件起到防止電磁干擾的作用。傳統壓力傳感器用于測量含大量水分的流體時，導電流體在感壓膜上相當于形成一個新的電容電極，與電容式壓力檢測部件的測量電容、外殼之間形成新的寄生電容，導致電容值重大偏移，電容值的偏移將影響壓力傳感器的電壓輸出，而本發明所述的傳感器結構則可有效解決導電流體對測量電容的干擾問題。

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明，其中

圖1是現有技術中壓力傳感器的截面圖；

圖2是本發明實施例所述抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器的截面圖；

圖3是本發明實施例所述抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器的結構示意圖。

圖中附圖標記表示為：1-圓筒形屏蔽件；2-絕緣擋圈；3-o型密封圈；4-調理電路；5-電氣連接件；6-凸舌；7-電絕緣套筒；8-傳感器外殼；9-基座；10-感壓膜；11-導電屏蔽層。

具體實施方式

實施例1

本實施例提供一種抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器，如圖2-3所示，其包括：

用于提供隨著施加的流體壓力變化而變化的電容值的電容式壓力檢測部件；

圓筒形屏蔽件1，套設于電容式壓力檢測部件外部，其內壁與電容式壓力檢測部件的側壁接觸，所述圓筒形屏蔽件1的頂端和底端具有向內彎折的屏蔽件彎折部，所述圓筒形屏蔽件1的由可塑性和韌性良好的銅材制得，其厚度為0.05mm；

絕緣擋圈2，設置于屏蔽件彎折部底部，所述屏蔽件折彎部底面與絕緣擋圈2頂部接觸，其材質為常規電絕緣材料；

o型密封圈3，設置于所述絕緣擋圈2內緣，頂部與電容式壓力檢測部件的底部接觸，所述o型密封圈3的材質為絕緣橡膠。

還包括用于將電容值轉化為輸出電壓信號的調理電路4，所述調理電路4設置于所述電容式壓力檢測部件頂部；電氣連接件5，設置于所述調理電路4上方且與調理電路4電連接，具體地，所述電氣連接件5通過設置于其內部的一組(三根)引腳與所述調理電路4電連接。所述調理電路4還具有一組凸舌6，所述凸舌6與所述電氣連接件5的側壁相連接，當屏蔽件卷曲成型為圓筒形時，凸舌與圓筒形屏蔽件充分接觸，而圓筒形屏蔽件與電容式壓力檢測部件的導電屏蔽層充分接觸，形成了一個導電回路，凸舌起到將調理電路與導電回路連接的作用，從而使圓筒形屏蔽件起到防止電磁干擾的作用。

進一步地，所述圓筒形屏蔽件1外部套設有電絕緣套筒7，所述電絕緣套筒7的頂部具有向內彎折的套筒折彎部，所述套筒折彎部壓覆于所述屏蔽件折彎部的頂面，電絕緣套筒7的外部套設有傳感器外殼8，所述傳感器外殼8為六角管狀，六角管的頂部具有向內彎折的外殼折彎部，所述外殼折彎部壓覆于所述套筒折彎部的頂面，其中，電絕緣套筒7的材質為柔性絕緣材料，本實施例優選為耐高溫、耐輻射、耐化學腐蝕和電絕緣性能優異的聚酰亞胺薄膜，所述聚酰亞胺薄膜的厚度為0.1mm，電絕緣套筒7、圓筒形屏蔽件1材質可塑性和柔韌性優異，可以與傳感器外殼8通過一次鉚壓卷曲成型工藝完成產品封裝，無需如現有技術中的壓力傳感器一樣進行兩次封裝，提高了生產效率、降低了生產成本。

絕緣擋圈2設置于電絕緣套筒7內底部，其外壁與電絕緣套筒7內壁接觸，且其內緣安裝有o型密封圈3，使得圓筒形屏蔽件1與傳感器外殼8之間絕緣，傳統壓力傳感器在工作過程中，如當其安裝在變頻空調設備里，會受設備的啟停或故障或雷擊、強靜電等外界因素影響，產生超出正常工作電壓的瞬間過電壓，若調理電路與外殼接通，外殼會形成導電通路，瞬間電壓通過該導電通路時，調理電路和電容式壓力檢測部件極易被擊穿導致傳感器失效，本實施例中的電絕緣套筒7有效保證了調理電路4、電容式壓力檢測部件與外殼絕緣，保護其不被擊穿。

具體地，所述電容式壓力檢測部件包括基座9，所述基座9的底部設置有感壓膜10，所述感壓膜10的底部設置有導電屏蔽層11，所述導電屏蔽層11的底面與所述屏蔽件折彎部充分接觸，形成一個導電回路，所述調理電路4設置于所述基座頂部，所述感壓膜10為常規感壓膜，所述導電屏蔽層11由含銀、銅、金、鉑、鎳的漿料通過絲網印刷或噴涂等工藝涂覆在陶瓷表面制得，然后通過燒結工藝，在450-900℃下燒結，本實施例中燒結溫度為450℃，形成致密的導電屏蔽層，其厚度為1μm；或者通過薄膜工藝，用磁控濺射或真空鍍膜的方式將金、銀、銅、鎳鉻或鎳銅中的至少一種制備為導電屏蔽層，其厚度為0.1μm，表面方阻不大于100ω/□。

實施例2

本實施例提供一種抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器，如圖2-3所示，其包括：

用于提供隨著施加的流體壓力變化而變化的電容值的電容式壓力檢測部件；

圓筒形屏蔽件1，套設于電容式壓力檢測部件外部，其內壁與電容式壓力檢測部件的側壁接觸，所述圓筒形屏蔽件1的頂端和底端具有向內彎折的屏蔽件彎折部，所述圓筒形屏蔽件1的由可塑性和韌性良好的銅材制得，其厚度為0.1mm；

絕緣擋圈2，設置于屏蔽件彎折部底部，所述屏蔽件折彎部底面與絕緣擋圈2頂部接觸，其材質為常規電絕緣材料；

o型密封圈3，設置于所述絕緣擋圈2內緣，頂部與電容式壓力檢測部件的底部接觸，所述o型密封圈3的材質為絕緣橡膠。

還包括用于將電容值轉化為輸出電壓信號的調理電路4，所述調理電路4設置于所述電容式壓力檢測部件頂部；電氣連接件5，設置于所述調理電路4上方且與調理電路4電連接，具體地，所述電氣連接件5通過設置于其內部的一組(三根)引腳與所述調理電路4電連接。所述調理電路4還具有一組凸舌6，所述凸舌6與所述電器連接件5的側壁相連接，當屏蔽件卷曲成型為圓筒形時，凸舌與圓筒形屏蔽件充分接觸，而圓筒形屏蔽件與電容式壓力檢測部件的導電屏蔽層充分接觸，形成了一個導電回路，凸舌起到將調理電路與導電回路連接的作用，從而使圓筒形屏蔽件起到防止電磁干擾的作用。

進一步地，所述圓筒形屏蔽件1外部套設有電絕緣套筒7，所述電絕緣套筒7的頂部具有向內彎折的套筒折彎部，所述套筒折彎部壓覆于所述屏蔽件折彎部的頂面，電絕緣套筒7的外部套設有傳感器外殼8，所述傳感器外殼8為六角管狀，六角管的頂部具有向內彎折的外殼折彎部，所述外殼折彎部壓覆于所述套筒折彎部的頂面，其中，電絕緣套筒7的材質為柔性絕緣材料，本實施例優選為耐高溫、耐輻射、耐化學腐蝕和電絕緣性能優異的聚酰亞胺薄膜，所述聚酰亞胺薄膜的厚度為0.2mm，電絕緣套筒7、圓筒形屏蔽件1材質可塑性和柔韌性優異，可以與傳感器外殼8通過一次鉚壓卷曲成型工藝完成產品封裝，無需如現有技術中的壓力傳感器一樣進行兩次封裝，提高了生產效率、降低了生產成本。

絕緣擋圈2設置于電絕緣套筒7內底部，其外壁與電絕緣套筒7內壁接觸，且其內緣安裝有o型密封圈3，使得圓筒形屏蔽件1與傳感器外殼8之間絕緣，本實施例中的電絕緣套筒7有效保證了調理電路4、電容式壓力檢測部件與外殼絕緣，保護其不被擊穿。

具體地，所述電容式壓力檢測部件包括基座9，所述基座9的底部設置有感壓膜10，所述感壓膜10的底部設置有導電屏蔽層11，所述導電屏蔽層11的底面與所述屏蔽件折彎部充分接觸，形成一個導電回路，所述調理電路3設置于所述基座頂部，所述感壓膜10為常規感壓膜，所述導電屏蔽層11由含銀、銅、金、鉑、鎳的漿料通過絲網印刷或噴涂等工藝涂覆在陶瓷表面制得，然后通過燒結工藝，在450-900℃下燒結，本實施例中燒結溫度為900℃，形成致密的導電屏蔽層，其厚度為40μm；或者通過薄膜工藝，用磁控濺射或真空鍍膜的方式將金、銀、銅、鎳鉻或鎳銅中的至少一種制備為導電屏蔽層，其厚度為3μm，表面方阻不大于100ω/□。

實施例3

本實施例提供一種抗導電流體和電磁干擾的陶瓷電容式壓力傳感器，如圖2-3所示，其包括：

用于提供隨著施加的流體壓力變化而變化的電容值的電容式壓力檢測部件；

圓筒形屏蔽件1，套設于電容式壓力檢測部件外部，其內壁與電容式壓力檢測部件的側壁接觸，所述圓筒形屏蔽件1的頂端和底端具有向內彎折的屏蔽件彎折部，所述圓筒形屏蔽件1的由可塑性和韌性良好的銅材制得，其厚度為0.08mm；

絕緣擋圈2，設置于屏蔽件彎折部底部，所述屏蔽件折彎部底面與絕緣擋圈2頂部接觸，其材質為常規電絕緣材料；

o型密封圈3，設置于所述絕緣擋圈2內緣，頂部與電容式壓力檢測部件的底部接觸，所述o型密封圈3的材質為絕緣橡膠。

還包括用于將電容值轉化為輸出電壓信號的調理電路4，所述調理電路4設置于所述電容式壓力檢測部件頂部；電氣連接件5，設置于所述調理電路4上方且與調理電路4電連接，具體地，所述電氣連接件5通過設置于其內部的一組(三根)引腳與所述調理電路4電連接。所述調理電路4還具有一組凸舌6，所述凸舌6與所述電器連接件5的側壁相連接，當屏蔽件卷曲成型為圓筒形時，凸舌與圓筒形屏蔽件充分接觸，而圓筒形屏蔽件與電容式壓力檢測部件的導電屏蔽層充分接觸，形成了一個導電回路，凸舌起到將調理電路與導電回路連接的作用，從而使圓筒形屏蔽件起到防止電磁干擾的作用。

進一步地，所述圓筒形屏蔽件1外部套設有電絕緣套筒7，所述電絕緣套筒6的頂部具有向內彎折的套筒折彎部，所述套筒折彎部壓覆于所述屏蔽件折彎部的頂面，電絕緣套筒7的外部套設有傳感器外殼8，所述傳感器外殼8為六角管狀，六角管的頂部具有向內彎折的外殼折彎部，所述外殼折彎部壓覆于所述套筒折彎部的頂面，其中，電絕緣套筒7的材質為柔性絕緣材料，本實施例優選為耐高溫、耐輻射、耐化學腐蝕和電絕緣性能優異的聚酰亞胺薄膜，所述聚酰亞胺薄膜的厚度為0.15mm，電絕緣套筒7、圓筒形屏蔽件1材質可塑性和柔韌性優異，可以與傳感器外殼8通過一次鉚壓卷曲成型工藝完成產品封裝，無需如現有技術中的壓力傳感器一樣進行兩次封裝，提高了生產效率、降低了生產成本。

絕緣擋圈2設置于電絕緣套筒7內底部，其外壁與電絕緣套筒7內壁接觸，且其內緣安裝有o型密封圈3，使得圓筒形屏蔽件1與傳感器外殼8之間絕緣，本實施例中的電絕緣套筒7有效保證了調理電路4、電容式壓力檢測部件與外殼絕緣，保護其不被擊穿。

具體地，所述電容式壓力檢測部件包括基座9，所述基座9的底部設置有感壓膜10，所述感壓膜10的底部設置有導電屏蔽層11，所述導電屏蔽層11的底面與所述屏蔽件折彎部充分接觸，形成一個導電回路，所述調理電路4設置于所述基座頂部，所述感壓膜10為常規感壓膜，所述導電屏蔽層11由含銀、銅、金、鉑、鎳的漿料通過絲網印刷或噴涂等工藝涂覆在陶瓷表面制得，然后通過燒結工藝，在450-900℃下燒結，本實施例中燒結溫度為680℃，形成致密的導電屏蔽層，其厚度為20μm；或者通過薄膜工藝，用磁控濺射或真空鍍膜的方式將金、銀、銅、鎳鉻或鎳銅中的至少一種制備為導電屏蔽層，其厚度為1.5μm，表面方阻不大于100ω/□。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。