Способ изготовления датчика абсолютного давления Советский патент 1993 года по МПК G01L7/00 H01J7/18 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при изготовлении и вакууми- ровании датчиков малого абсолютного давления, обладающих высокими точностными и эксплуатационными характеристиками.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения давления остаточных газов в опорной полости датчика абсолютного давления.

Предлагаемое изобретение обеспечит также создание датчиков абсолютного давления с малыми диапазонами измерения (менее 1 мм рт.ст.) и повысит производительность труда при их изготовлении.

Поставленная цель достигается тем, что усовершенствуется способ изготовления датчика абсолютного давления, включающий размещение геттера в капсуле, установку капсулы в опорной полости датчика, откачку опорной полости датчика, активировку геттера и последующую герметизацию опорной полости датчика.

Отличительным признаком способа изготовления датчика абсолютного давления, включающего размещение геттера в капсуле, установку капсулы в опорной полости датчика, откачку опорной полости датчика, активировку геттера и последующую герметизацию опорной полости датчика, является то„ что при использовании в качестве геттера сплава циркония и алюминия, до установки капсулы в датчик проводят активировку геттера, после чего на него наносят сплошной слой порошка из сплава алюминия с никелем, закрепляют капсулу в датчике, проводят откачку опорной полости датчика и обрабатывают геттер расфокусированным лазерным лучом до разрыхления слоя порошка сплава алюминия с никелем, затем герметизируют опорную полость датчика.

Предлагаемый способ изготовления датчика абсолютного давления поясняется .представленным чертежом и осуществляется следующим образом.

Предварительно в геттерную капсулу 1 помещают прессованную таблетку 2 из гетел

00

о ю

ы

Сл)

XI

терного сплава Zr-AI (16 мае. %) с толщиной поверхностного зернистого слоя порядка 40 мкм. Далее капсулу 1 с таблеткой 2 размещают в камере вакуумной установки, где при температуре 900°С и вакууме 10 мм рт.ст. проводят активировку геттерного состава Zr-AI. Затем на активированный состав Zr-AI проводят формирование дополнительного геттерного слоя на основе порошкообразной композиции AI-Ni. Формирование второго слоя осуществляют за счет напыления состава AI-Ni на поверхность таблетки 2. Толщина напыленного слоя 3 составляет порядка 30 мкм. Далее закрепляют геттерный узел в опорной полости 4 датчика и устанавливают последний в вакуумном боксе. Откачка воздуха из опорной полости 4 осуществляется через ниппельное отверстие 5 в герметизирующей крышке 6. После включения в работу откач- ной системы и достижения определенного разряжения в вакуумном боксе (например, достижение давления разряжения порядка 10-1 мм рт.ст.) на корпус капсулы 1 подается тепловой импульс, источником которого является расфокусированный (под размер проточки 7) лазерный луч. Воздействие луча на капсулу 1 осуществляют в направлении, обозначенном стрелкой А, в течение 10- 20 сек, обеспечивая нагрев дополнительного слоя 3 при этом до температуры 250°С.

Одновременно с откачкой остаточного давления из опорной полости 4 из нее также удаляются посторонние примеси, которые находились на поверхности геттерной защитной пленки 3. Наличие данных примесей объясняется временным интервалом хранения геттерного узла (крышки 7 и геттера 2 и слое 3) от момента изготовления до момента начала его работы в опорной полости 4.

После окончания действия теплового импульса откачное отверстие 5 в герметизирующей крышке б заваривается, тем самым опорная полость 4 изолируется от воздействия окружающей среды. Направление сварного луча обозначено на чертеже стрелкой Б. Из-за дополнительного газовыделения внутри опорной полости 4, вызванного заваркой отверстия 6, давление в полости может несколько возрасти, однако, т.к. геттер находится в активном состоянии (данное состояние обеспечено геттерным составом 2, открытым для газопоглощения за счет активации и последующего разрыхления защитного слоя 3), он ; компенсирует указанное

дополнительное газовыделение, снижая ос.таточное давление внутри опорной полости

4 до величины - мм рт.ст. Последнее обстоятельство исключает из процесса измерения воздействие на чувствительный элемент 7 остаточного давления, за счет чего в конечном счете повышается точность и надежность измерения датчика абсолютного давления.

Предложенный способ изготовления датчика абсолютного давления обладает следующими технико-экономическими преимуществами:

а) точность измерения малого абсолютного давления улучшается в 1,5-2 раза за счет снижения на порядок величины остаточного давления в опорной полости датчика (если в устройстве-прототипе данная

величина составляет 10 мм рт.ст,, то в заявляемом приборе эта величина равна 10 4-10 5ммрт.ст.);

б) значительно снижается время герметизации и вакуумирования опорных полоСТей при изготовлении датчиков (если время нагрева сборки для активации геттерного узла по способу-прототипу составляет порядка 3-5 мин., то по предлагаемому способу данное время снижается до 20 сек);

в) существенно расширяется диапазон используемых высокоэффективных геттер- ных материалов, температура которых лежит в пределах 700-1000°С.

Формула изобретения

Способ изготовления датчика абсолютного давления, содержащий операции размещения геттера в капсуле, установки капсулы в опорной полости датчика, откачки

опорной полости датчика, активировки геттера и герметизации опорной полости датчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения давления остаточных газов в

опорной полости датчика при использовании в качестве геттера сплава циркония и алюминия, активировку геттера проводят после размещения геттера в капсуле, наносят на него сплошной слой порошка из сплава алюминия с никелем, а после откачки опорной полости датчика обрабатывают геттер расфокусированным лазерным лучом до разрыхления слоя порошка сплава алюминия с никелем и осуществляют герметизацию опорной полости датчика,

Использование: контрольно-измерительная техника. Сущность: с целью повышения точности измерения за смет уменьшения давления остаточных газов в опорной полости датчика при использовании в качестве геттера сплава циркония и алюминия, активировку геттера проводят после размещения геттера в капсуле, наносят на него сплошной слой порошка из сплава алюминия с никелем, а после откачки опорной-полости датчика обрабатываемого геттер расфокусированным лазерным лучом до разрыхления слоя порошка сплава алюминия с никелем и осуществляют герметизацию опорной полости датчика. 1 ил.