一種濺射薄膜式孔隙水壓力傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器，尤其涉及一種濺射薄膜式孔隙水壓力傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)在地震頻發(fā)的時代，地震液化是造成地震災害的重要原因之一。地震液化通常伴隨著大規(guī)模的地面沉陷變形、地裂滑移、噴水冒砂和房屋震陷等震害現(xiàn)象。研宄者發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生上述宏觀液化現(xiàn)象時砂土層的超孔隙水壓力均等于有效覆蓋壓力，即超孔壓比μ /σ'等于1.0o但近來的研宄表明，當孔壓比小于1.0，即0.6?0.7時，土層就開始對地面運動，地裂、滑移、房屋下沉等影響，就可能出現(xiàn)通常所謂的液化現(xiàn)象。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，研宄者需要對砂土層液化判別的可靠性做大量研宄，其中研宄判別的一個重要手段是采用孔隙水壓力傳感器測試砂土層的孔隙水壓力比值。
[0003]傳統(tǒng)孔隙水壓力傳感器是由H圓形金屬槽做為傳感器彈性體，H圓形金屬槽兩面圓膜邊緣都有臺階，其臺階一邊高一邊低，圓膜應變片用粘接膠粘接在H圓形彈性體臺階高的那一面的凹部表面，構(gòu)成壓力敏感元件，信號引線通過臺階端部上的小圓孔引致密封上蓋的一個凸形小手柄上再焊接轉(zhuǎn)接引出信號線，粘接密封上蓋，H圓形彈性體臺階低的那一面，臺階端部粘接一個同樣面積的透水膜構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)的應變式孔隙水壓力傳感器體積小，成本低，但生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品成品率低，傳感器輸出時漂大，傳感器性能受環(huán)境溫度影響大，應變片引線轉(zhuǎn)接點所在的小手柄厚度是由焊點和防水膠厚度的疊加，其高度超過傳感器總厚度，在測試土應力時，影響傳感器測試的真實應力，從而影響傳感器測試值的真實性。
[0004]正是由于已有的孔隙水壓力傳感器的這種結(jié)構(gòu)，導致存在的主要缺陷有:
[0005]I)H圓形整體結(jié)構(gòu)底部凹槽的內(nèi)表面做為傳感器的感應面，機械加工難度大，加工成本高，形位公差不易控制和一致，不易于內(nèi)表面研磨處理和批量研磨；
[0006]2)采用粘貼膠粘接應變片于彈性體感應面上組合成壓力敏感元件的工藝，使得傳感器的最終性能受機械加工的影響較大，對周圍環(huán)境的影響特別敏感；
[0007]3)手工單只粘接制作，受人為因素影響較大，一致性較差；
[0008]4)這種結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，只能單只進行生產(chǎn)，不易于批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品的成品率低等；
[0009]5)粘接膠粘接密封上蓋，在水中容易滲漏和脫落，工作溫度范圍窄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種濺射薄膜式孔隙水壓力傳感器。
[0011]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:
[0012]一種濺射薄膜式孔隙水壓力傳感器，包括金絲引線、信號導線、彈性敏感元件和帶有密封蓋的圓環(huán)形薄壁筒，所述圓環(huán)形薄壁筒設置在所述彈性敏感元件的上表面，所述彈性敏感元件的下表面設置有透水圓膜，所述彈性敏感元件、所述密封蓋和所述圓環(huán)薄壁筒構(gòu)成密封腔體，所述密封腔體內(nèi)設置有濺射金屬薄膜和轉(zhuǎn)接板，所述濺射金屬薄膜位于所述彈性敏感元件的上表面，所述轉(zhuǎn)接板位于所述濺射金屬薄膜的上方，所述信號導線從所述圓環(huán)形薄壁筒的側(cè)壁穿入所述密封腔體內(nèi)，所述金絲引線的一端和所述信號導線的信號引出線一起焊接在所述轉(zhuǎn)接板上，所述金絲引線的另一端焊接在所述濺射金屬薄膜上。
[0013]進一步地，所述密封蓋設置在所述圓環(huán)形薄壁筒的上端，所述彈性敏感元件的上表面設置有凸臺部，所述圓環(huán)形薄壁筒下端設置有與凸臺部相匹配的凹部，所述圓環(huán)形薄壁筒的凹部壓合在所述彈性敏感元件的凸臺部。
[0014]進一步地，所述彈性敏感元件的下表面設置有階梯槽，所述透水圓膜設置在所述彈性敏感元件的階梯槽內(nèi)。
[0015]更進一步地，所述彈性敏感元件為超薄金屬圓薄片結(jié)構(gòu)。
[0016]進一步地，所述透水圓膜的厚度為I?1.5mm。
[0017]進一步地，所述圓環(huán)形薄壁筒內(nèi)粘接有用于支撐所述轉(zhuǎn)接板的支撐架，所述支撐架的形狀與所述轉(zhuǎn)接板的形狀相匹配。
[0018]進一步地，所述圓環(huán)形薄壁筒的側(cè)壁設置有壓線筒，所述信號導線穿過所述壓線筒至所述密封腔體內(nèi)。
[0019]本發(fā)明的有益效果在于:
[0020]本發(fā)明的生產(chǎn)工藝中不再使用應變計粘接膠，徹底消除粘接膠受環(huán)境溫度的影響而引起傳感器性能的不穩(wěn)定，提高傳感器的可靠性；壓力敏感圓膜的機械加工易于批量加工，批量制作壓力敏感元件，縮短生產(chǎn)周期，降低加工成本，提高生產(chǎn)效率；解決了密封膠長期工作在水中可能出現(xiàn)的滲漏和脫落，使得密封牢固可靠。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明所述濺射薄膜式孔隙水壓力傳感器的主剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明所述彈性敏感元件和所述濺射金屬薄膜的位置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明所述透水圓膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明所述濺射薄膜式孔隙水壓力傳感器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，為了示出內(nèi)部結(jié)構(gòu)，去掉了所述密封蓋；
[0025]圖5是本發(fā)明所述圓環(huán)形薄壁筒的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，為了示出內(nèi)部結(jié)構(gòu)，去掉了所述密封蓋；
[0026]圖中:1_彈性敏感元件、2-圓環(huán)形薄壁筒、3-轉(zhuǎn)接板、4-濺射金屬薄膜、5-金絲引線、6-壓線筒、7-信號導線、8-密封蓋、9-透水圓膜、10-信號引出線、11-密封腔體、12-支撐架。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
[0028]如圖1、圖2、圖3、圖4和圖5所示，本發(fā)明包括金絲引線5、信號導線7、彈性敏感元件I和帶有密封蓋8的圓環(huán)形薄壁筒2，圓環(huán)形薄壁筒2設置在彈性敏感元件I的上表面，彈性敏感元件I的下表面設置有透水圓膜9，彈性敏感元件1、密封蓋8和圓環(huán)薄壁筒構(gòu)成密封腔體11，密封腔體11內(nèi)設置有濺射金屬薄膜4和轉(zhuǎn)接板3，濺射金屬薄膜4位于彈性敏感元件I的上表面，轉(zhuǎn)接板3位于濺射金屬薄膜4的上方，信號導線7從圓環(huán)形薄壁筒2的側(cè)壁穿入密封腔體11內(nèi)，金絲引線5的一端和信號導線7的信號引出線10 —起焊接在轉(zhuǎn)接板3上，金絲引線5的另一端焊接在濺射金屬薄膜4上。
[0029]彈性敏感元件I為超薄金屬圓薄片結(jié)構(gòu)，密封蓋8設置在圓環(huán)形薄壁筒2的上端，彈性敏感元件I的上表面設置有凸臺部，為凸圓形結(jié)構(gòu)，圓環(huán)形薄壁筒2下端設置有與凸臺部相匹配的凹部，圓環(huán)形薄壁筒2的凹部壓合在彈性敏