專利名稱：傳感器用防腐蝕膜片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儀表需要的防腐蝕隔離膜及其制造工藝，特別是一種儀表傳感器用防 腐蝕膜片及其制備方法。該方法主要用于制造需要防腐蝕儀表的彈性隔離膜片，以及金屬 基的防腐隔離膜，等強(qiáng)腐蝕環(huán)境下使用的隔離膜層，可以廣泛用于化工、石化、環(huán)保、化 肥、醫(yī)藥、農(nóng)藥、電站及其它軍用、民用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，廣泛用于需要防腐蝕測(cè)量?jī)x表傳感器的耐腐蝕膜片主要有以下幾種其一是較 潔凈類腐蝕介質(zhì)測(cè)量用的耐腐蝕膜片，其大多以單一金屬不銹鋼制作波紋管膜片，但不銹
鋼膜片存在著自身結(jié)構(gòu)的缺陷，膜壁厚一般為25pm，容易影響測(cè)量的準(zhǔn)確性；另外不銹
鋼膜片的耐腐蝕性較差，長(zhǎng)期處于腐蝕環(huán)境下會(huì)縮短其使用壽命。其二是非潔凈類腐蝕介 質(zhì)或強(qiáng)酸、強(qiáng)堿類介質(zhì)測(cè)量用的耐腐蝕膜片，采用在金屬膜片上噴涂特氟隆等耐腐蝕材料
或直接以耐腐蝕材料制作膜片，防腐蝕效果不理想。如專利公告號(hào)為CN2051350U的"一 種防腐壓力傳感器"中，公開了一種采用聚四氟乙烯膜片代替金屬膜片的測(cè)量裝置。聚四 氟乙烯膜片雖然能達(dá)到較好的防腐蝕效果，但因其彈性較差，故容易導(dǎo)致降低制造出的傳 感器的靈敏度和精度。其三是為解決強(qiáng)酸、強(qiáng)堿類介質(zhì)測(cè)量用的耐腐蝕膜片的耐腐蝕性較 差的缺陷，采用耐腐蝕材料制作隔離模片來(lái)封裝介質(zhì)，如專利公告號(hào)為CN2225023Y的 "測(cè)腐蝕介質(zhì)用液位傳感器"、專利公告號(hào)為CN2217794Y的"耐腐蝕壓力傳感器"，將 測(cè)量的敏感元件兩端以耐腐蝕隔離膜片封裝使之不與被測(cè)介質(zhì)腐蝕直接接觸，基本上解決 了提高防腐性能和測(cè)量正壓?jiǎn)栴}，但對(duì)于負(fù)壓、真空來(lái)說做不到。因?yàn)槠溟g夾雜著空氣等 中間介質(zhì)，很容易將膜片抽掉或者使其失靈。再者，因?yàn)橹虚g介質(zhì)問題，對(duì)于微小量程測(cè) 量也有難處，并且測(cè)不準(zhǔn)。其四是采用高耐腐蝕金屬制作膜片，譬如金、鉑、鉭、哈氏合 金等材料，如專利公告號(hào)為CN2886532Y的"微壓耐腐蝕壓力傳感器"，就是采用金鉑銀 銅合金制備膜片。雖然這些貴金屬具有抗強(qiáng)酸或強(qiáng)堿腐蝕，如鉑(Pt)膜片，但其造價(jià)極 高且不說，還存在與儀表體不容易可靠密封結(jié)合，且難焊接的加工缺陷。另外，有的金屬 只能適應(yīng)酸性，不能適應(yīng)堿性，或者只適應(yīng)堿性，而不適應(yīng)酸性，如鉭(Ta)膜，只耐 鹽酸等強(qiáng)酸，但不耐堿哈氏B合金只耐干凈HCL，而鹽酸中有雜質(zhì)時(shí)，會(huì)馬上腐蝕等 問題，使其應(yīng)用起來(lái)有一定的局限性。就金屬本身而言，所謂耐腐蝕也只是腐蝕速率低而 已，根本找不到不腐蝕的金屬。對(duì)大塊金屬材料無(wú)所謂，但對(duì)于只有幾十微米的膜片來(lái)說， 不用說在軋制過程就存在缺欠(更易從疵點(diǎn)處腐蝕)，單就這么薄的金屬，即使腐蝕速率為每年5(Vm的耐腐蝕金屬，也用不了多久就壞掉了。因此，研制理想結(jié)構(gòu)的防腐蝕膜片
及其加工方法越來(lái)越受到科研人員的重視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種傳感器用防腐蝕膜片及其制備方法，它從根本上解決了現(xiàn)有 膜片存在的防腐蝕效果不理想、加工困難、造價(jià)高等問題，該制備方法簡(jiǎn)單，顯著降低了 制造成本，提高了加工效率，加工出的膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，拓寬適用范圍，便于維護(hù)，進(jìn) 一歩加強(qiáng)防腐性能，明顯提高使用性能和延長(zhǎng)使用壽命。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該傳感器用防腐蝕膜片包括金屬膜片和彈性防腐薄膜， 其技術(shù)要點(diǎn)是所述金屬膜片采用普通金屬材料制成，所述彈性防腐薄膜采用聚全氟乙丙 烯薄膜制成或聚全氟乙丙烯薄膜與聚四氟乙烯薄膜緊密復(fù)合而成，并使所述金屬膜片與所 述彈性防腐薄膜在壓緊模具的作用下置于加熱爐內(nèi)燒結(jié)，牢固壓封成帶有與傳感器油路連 通的膜盒所需波紋相匹配的凹凸波紋的整體膜片。
所述傳感器用防腐蝕膜片的制備步驟如下
一、 采用普通金屬材料制成所述的金屬膜片，并進(jìn)行嚴(yán)格的去油、去污清洗，洗凈晾
干；
二、 將洗凈的所述金屬膜片固定到帶有充油孔的膜盒式靠膜上或固定在帶有匹配波形 的靠膜上；
三、 采用干凈的聚全氟乙丙烯薄膜制成所述彈性防腐薄膜或在千凈的聚全氟乙丙烯薄 膜上覆蓋一層千凈的聚四氟乙烯薄膜緊密復(fù)合成所述彈性防腐薄膜；
四、 將步驟二制作的固定在所述靠膜上的金屬膜片與步驟三制作的所述彈性防腐薄膜 緊密結(jié)合在一起，再用一個(gè)具有彈性的防粘柔軟耐溫墊覆蓋，然后放入不銹鋼模具底座和 不銹鋼模具壓蓋之間，并利用碳素鋼螺栓壓緊；
五、 將步驟四所述的壓緊金屬膜片、彈性防腐薄膜和防粘柔軟耐溫墊的模具放入加熱 爐內(nèi)燒結(jié)，直至達(dá)到聚全氟乙丙烯薄膜處于熔融狀態(tài)10分鐘后停止加熱，再保溫10分鐘后 自然降溫，待燒結(jié)件達(dá)到室溫時(shí)，從模具上取下已牢固壓封成的防腐蝕膜片。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是由于該防腐蝕膜片的彈性防腐薄膜是用含有既耐酸 又耐堿的聚全氟乙丙烯防腐材料制成的薄膜，這種彈性膜片在壓緊模具的作用下置于加熱 爐內(nèi)燒結(jié)，能很好地與普通金屬材料制成的金屬膜片相浸潤(rùn)粘貼，牢固粘結(jié)成整體膜片， 所以可使彈性防腐薄膜與金屬膜片之間無(wú)空隙，無(wú)空氣等中間介質(zhì)，以利于對(duì)微小量程測(cè) 量，拓寬適用范圍。因其采用壓封膜片固定于膜盒上的方法，故可使本來(lái)不能相互焊接的 金屬材料有效地構(gòu)成一體，進(jìn)一步加強(qiáng)防腐性能。由于本發(fā)明可以采用普通金屬材料替代 貴金屬材料制成金屬膜片，且其防腐性能只取決于彈性防腐薄膜層，造價(jià)很低，所以整個(gè)防腐蝕膜片的制備方法簡(jiǎn)單，可以顯著降低制造成本，提高加工效率；因此，它從根本上 解決了現(xiàn)有膜片存在的防腐蝕效果不理想、加工困難、造價(jià)高等問題。
用本發(fā)明方法制成的防腐蝕膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，即使在負(fù)壓及高真空的條件下，也能 使金屬膜片和彈性防腐薄膜進(jìn)行同步應(yīng)變，保持正常工作從不脫離，提高防腐性能。當(dāng)彈 性防腐薄膜采用在聚全氟乙丙烯薄膜上緊密復(fù)合聚四氟乙烯薄膜時(shí)，可以利用聚四氟乙烯 薄膜的幾乎與所有物質(zhì)不相浸潤(rùn)，即不粘的性能，但熔融的聚全氟乙丙烯薄膜能與聚四氟 乙烯薄膜相結(jié)合，并產(chǎn)生自潔功能，可以明顯提高防腐蝕膜片的使用性能和延長(zhǎng)使用壽命。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1是本發(fā)明防腐蝕膜片的一種具體結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)示意圖。
圖2是本發(fā)明方法中制備防腐蝕膜片用的一種封裝模具結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中序號(hào)說明l防腐蝕密封墊、2彈性防腐薄膜、3金屬法蘭、4緊固螺栓、5密封
環(huán)、6連通傳感器油路、7金屬膜片、8膜盒、9碳素鋼螺栓、IO防粘柔軟耐溫墊、11不
銹鋼模具壓蓋、12不銹鋼模具底座、13充油孔、14膜盒式靠膜。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1 2詳細(xì)說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。該傳感器用防腐蝕膜片包括金屬膜片7和 彈性防腐薄膜2。金屬膜片7可以采用普通金屬材料替代貴金屬材料制成，造價(jià)很低。彈 性防腐薄膜2可以采用含有既耐酸又耐堿的聚全氟乙丙烯防腐材料制成的薄膜，利用聚全 氟乙丙烯材料加熱時(shí)能很好地與普通金屬材料相浸潤(rùn)粘貼的特性，使彈性防腐薄膜2與金 屬膜片7之間能緊密牢固粘結(jié)。如果彈性防腐薄膜2用于測(cè)量高濃度強(qiáng)酸，為了延長(zhǎng)膜的 使用壽命，彈性防腐薄膜2也可以在其與金屬膜片7粘結(jié)的聚全氟乙丙烯薄膜外表面緊密 覆蓋聚四氟乙烯薄膜，由兩層薄膜復(fù)合而成。將制成的金屬膜片7與制成的彈性防腐薄膜 2在由不銹鋼模具壓蓋11、膜盒式靠膜14、不銹鋼模具底座12和碳素鋼螺栓9組成的壓 緊模具的作用下置于加熱爐內(nèi)燒結(jié)，使之牢固壓封成帶有與傳感器油路6連通的膜盒8 所需波紋相匹配的凹凸波紋的整體膜片。
上述傳感器用防腐蝕膜片的制備步驟如下
一、 選擇具有所需要彈性的普通金屬材料制成金屬膜片7，并進(jìn)行嚴(yán)格的去油、去污 清洗，洗凈晾干。
二、 將洗凈的金屬膜片7固定到帶有充油孔13的膜盒式靠膜14上或固定在帶有匹配 波形的靠膜上。也可以根據(jù)實(shí)際使用需要、將洗凈的金屬膜片7直接焊接固定到傳感器用 的帶有連通傳感器油路6的膜盒8上，以防止當(dāng)防腐蝕膜片整體成型后，在膜盒8上焊接 金屬膜片7的過程中，使彈性防腐薄膜2遭到分解破壞。三、 采用干凈的聚全氟乙丙烯薄膜制成彈性防腐薄膜2或在干凈的聚全氟乙丙烯薄膜 上覆蓋一層干凈的聚四氟乙烯薄膜緊密復(fù)合成彈性防腐薄膜2。
四、 將步驟二制作的固定在膜盒式靠膜14或膜盒8上的金屬膜片7與步驟三制作的 彈性防腐薄膜2緊密結(jié)合在一起，再用一個(gè)具有彈性的防粘柔軟耐溫墊10覆蓋，該墊可 以采用柔性石墨墊、耐高溫硅橡膠等；然后放入壓緊模具的不銹鋼模具底座12和不銹鋼 模具壓蓋ll之間，并利用碳素鋼螺栓9壓緊。
五、 將歩驟四中的壓緊金屬膜片7、彈性防腐薄膜2和防粘柔軟耐溫墊10的模具放 入加熱爐內(nèi)燒結(jié)，直至達(dá)到聚全氟乙丙烯薄膜處于熔融狀態(tài)10分鐘后停止加熱，為便于 觀察和控制熔融溫度，可以額外放一片聚全氟乙丙烯薄膜于爐中，當(dāng)該薄膜熔融時(shí)就開始 計(jì)算停止加熱的時(shí)間。然后再保溫10分鐘后自然降溫，待燒結(jié)件達(dá)到室溫時(shí)，從模具上 取下已牢固壓封成的防腐蝕膜片。另外，上述金屬膜片7、彈性防腐薄膜2和防粘柔軟耐 溫墊10在加熱爐內(nèi)燒結(jié)時(shí)，利用不銹鋼膨脹系數(shù)大于碳素鋼的條件，以獲得在高溫下產(chǎn) 生熱膨脹力，使膜層結(jié)合緊密，與此同時(shí)，壓封成的防腐蝕膜片也形成所需的波紋了。
使用時(shí)，將上述壓封成的防腐蝕膜片放在與傳感器油路6連通的膜盒8上，并通過密 封環(huán)5和緊固螺栓4將防腐蝕膜片與包覆防腐蝕密封墊1的金屬法蘭3組裝在一起，完成 對(duì)腐蝕介質(zhì)的精確測(cè)量。由于該傳感器采用機(jī)械壓封，在膜盒8不被損壞的情況下，打開 緊固螺栓等壓緊結(jié)構(gòu)，只花很少的費(fèi)用，只換膜片，重新充油就可以更新。進(jìn)一步節(jié)省費(fèi) 用，提高防腐蝕膜片的利用率。
權(quán)利要求
1、一種傳感器用防腐蝕膜片，包括金屬膜片和彈性防腐薄膜，其特征在于所述金屬膜片采用普通金屬材料制成，所述彈性防腐薄膜采用聚全氟乙丙烯薄膜制成或聚全氟乙丙烯薄膜與聚四氟乙烯薄膜緊密復(fù)合而成，并使所述金屬膜片與所述彈性防腐薄膜在壓緊模具的作用下置于加熱爐內(nèi)燒結(jié)，牢固壓封成帶有與傳感器油路連通的膜盒所需波紋相匹配的凹凸波紋的整體膜片。
2、 一種制備如權(quán)利要求l所述的傳感器用防腐蝕膜片的方法，其特征在于所述防 腐蝕膜片的制備步驟如下一、 采用普通金屬材料制成所述的金屬膜片，并進(jìn)行嚴(yán)格的去油、去污清洗，洗凈晾干；二、 將洗凈的所述金屬膜片固定到帶有充油孔的膜盒式靠膜上或固定在帶有匹配波形 的靠膜上；三、 采用干凈的聚全氟乙丙烯薄膜制成所述彈性防腐薄膜或在干凈的聚全氟乙丙烯薄 膜上覆蓋一層干凈的聚四氟乙烯薄膜緊密復(fù)合成所述彈性防腐薄膜；四、 將步驟二制作的固定在所述靠膜上的金屬膜片與步驟三制作的所述彈性防腐薄膜 緊密結(jié)合在一起，再用一個(gè)具有彈性的防粘柔軟耐溫墊覆蓋，然后放入不銹鋼模具底座和 不銹鋼模具壓蓋之間，并利用碳素鋼螺栓壓緊；五、 將步驟四所述的壓緊金屬膜片、彈性防腐薄膜和防粘柔軟耐溫墊的模具放入加熱 爐內(nèi)燒結(jié)，直至達(dá)到聚全氟乙丙烯薄膜處于熔融狀態(tài)IO分鐘后停止加熱，再保溫10分鐘 后自然降溫，待燒結(jié)件達(dá)到室溫時(shí)，從模具上取下已牢固壓封成的防腐蝕膜片。
全文摘要
一種傳感器用防腐蝕膜片及其制備方法，它從根本上解決了現(xiàn)有膜片存在的防腐蝕效果不理想、加工困難、造價(jià)高等問題，該傳感器用防腐蝕膜片包括金屬膜片和彈性防腐薄膜，其技術(shù)要點(diǎn)是所述金屬膜片采用普通金屬材料制成，所述彈性防腐薄膜采用聚全氟乙丙烯薄膜制成或聚全氟乙丙烯薄膜與聚四氟乙烯薄膜緊密復(fù)合而成，并使所述金屬膜片與所述彈性防腐薄膜在壓緊模具的作用下置于加熱爐內(nèi)燒結(jié)，牢固壓封成帶有與傳感器油路連通的膜盒所需波紋相匹配的凹凸波紋的整體膜片。該制備方法簡(jiǎn)單，顯著降低了制造成本，提高了加工效率，加工出的膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，拓寬適用范圍，便于維護(hù)，進(jìn)一步加強(qiáng)防腐性能，明顯提高使用性能和延長(zhǎng)使用壽命。
文檔編號(hào)G01L19/06GK101413839SQ20081022900
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月25日
發(fā)明者磊 段, 段祥照 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)市傳感技術(shù)研究所