一种溅射薄膜式孔隙水压力传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种传感器，尤其涉及一种溅射薄膜式孔隙水压力传感器。
【背景技术】
[0002]在现在地震频发的时代，地震液化是造成地震灾害的重要原因之一。地震液化通常伴随着大规模的地面沉陷变形、地裂滑移、喷水冒砂和房屋震陷等震害现象。研宄者发现，产生上述宏观液化现象时砂土层的超孔隙水压力均等于有效覆盖压力，即超孔压比μ /σ'等于1.0o但近来的研宄表明，当孔压比小于1.0，即0.6?0.7时，土层就开始对地面运动，地裂、滑移、房屋下沉等影响，就可能出现通常所谓的液化现象。随着科学技术的飞速发展，研宄者需要对砂土层液化判别的可靠性做大量研宄，其中研宄判别的一个重要手段是采用孔隙水压力传感器测试砂土层的孔隙水压力比值。
[0003]传统孔隙水压力传感器是由H圆形金属槽做为传感器弹性体，H圆形金属槽两面圆膜边缘都有台阶，其台阶一边高一边低，圆膜应变片用粘接胶粘接在H圆形弹性体台阶高的那一面的凹部表面，构成压力敏感元件，信号引线通过台阶端部上的小圆孔引致密封上盖的一个凸形小手柄上再焊接转接引出信号线，粘接密封上盖，H圆形弹性体台阶低的那一面，台阶端部粘接一个同样面积的透水膜构成。这种结构的应变式孔隙水压力传感器体积小，成本低，但生产效率低，产品成品率低，传感器输出时漂大，传感器性能受环境温度影响大，应变片引线转接点所在的小手柄厚度是由焊点和防水胶厚度的叠加，其高度超过传感器总厚度，在测试土应力时，影响传感器测试的真实应力，从而影响传感器测试值的真实性。
[0004]正是由于已有的孔隙水压力传感器的这种结构，导致存在的主要缺陷有:
[0005]I)H圆形整体结构底部凹槽的内表面做为传感器的感应面，机械加工难度大，加工成本高，形位公差不易控制和一致，不易于内表面研磨处理和批量研磨；
[0006]2)采用粘贴胶粘接应变片于弹性体感应面上组合成压力敏感元件的工艺，使得传感器的最终性能受机械加工的影响较大，对周围环境的影响特别敏感；
[0007]3)手工单只粘接制作，受人为因素影响较大，一致性较差；
[0008]4)这种结构和生产工艺，只能单只进行生产，不易于批量生产，生产效率低，产品的成品率低等；
[0009]5)粘接胶粘接密封上盖，在水中容易渗漏和脱落，工作温度范围窄。
【发明内容】
[0010]本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种溅射薄膜式孔隙水压力传感器。
[0011]本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
[0012]一种溅射薄膜式孔隙水压力传感器，包括金丝引线、信号导线、弹性敏感元件和带有密封盖的圆环形薄壁筒，所述圆环形薄壁筒设置在所述弹性敏感元件的上表面，所述弹性敏感元件的下表面设置有透水圆膜，所述弹性敏感元件、所述密封盖和所述圆环薄壁筒构成密封腔体，所述密封腔体内设置有溅射金属薄膜和转接板，所述溅射金属薄膜位于所述弹性敏感元件的上表面，所述转接板位于所述溅射金属薄膜的上方，所述信号导线从所述圆环形薄壁筒的侧壁穿入所述密封腔体内，所述金丝引线的一端和所述信号导线的信号引出线一起焊接在所述转接板上，所述金丝引线的另一端焊接在所述溅射金属薄膜上。
[0013]进一步地，所述密封盖设置在所述圆环形薄壁筒的上端，所述弹性敏感元件的上表面设置有凸台部，所述圆环形薄壁筒下端设置有与凸台部相匹配的凹部，所述圆环形薄壁筒的凹部压合在所述弹性敏感元件的凸台部。
[0014]进一步地，所述弹性敏感元件的下表面设置有阶梯槽，所述透水圆膜设置在所述弹性敏感元件的阶梯槽内。
[0015]更进一步地，所述弹性敏感元件为超薄金属圆薄片结构。
[0016]进一步地，所述透水圆膜的厚度为I?1.5mm。
[0017]进一步地，所述圆环形薄壁筒内粘接有用于支撑所述转接板的支撑架，所述支撑架的形状与所述转接板的形状相匹配。
[0018]进一步地，所述圆环形薄壁筒的侧壁设置有压线筒，所述信号导线穿过所述压线筒至所述密封腔体内。
[0019]本发明的有益效果在于:
[0020]本发明的生产工艺中不再使用应变计粘接胶，彻底消除粘接胶受环境温度的影响而引起传感器性能的不稳定，提高传感器的可靠性；压力敏感圆膜的机械加工易于批量加工，批量制作压力敏感元件，缩短生产周期，降低加工成本，提高生产效率；解决了密封胶长期工作在水中可能出现的渗漏和脱落，使得密封牢固可靠。
【附图说明】
[0021]图1是本发明所述溅射薄膜式孔隙水压力传感器的主剖视结构示意图；
[0022]图2是本发明所述弹性敏感元件和所述溅射金属薄膜的位置结构示意图；
[0023]图3是本发明所述透水圆膜的结构示意图；
[0024]图4是本发明所述溅射薄膜式孔隙水压力传感器的俯视结构示意图，为了示出内部结构，去掉了所述密封盖；
[0025]图5是本发明所述圆环形薄壁筒的俯视结构示意图，为了示出内部结构，去掉了所述密封盖；
[0026]图中:1_弹性敏感元件、2-圆环形薄壁筒、3-转接板、4-溅射金属薄膜、5-金丝引线、6-压线筒、7-信号导线、8-密封盖、9-透水圆膜、10-信号引出线、11-密封腔体、12-支撑架。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0028]如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明包括金丝引线5、信号导线7、弹性敏感元件I和带有密封盖8的圆环形薄壁筒2，圆环形薄壁筒2设置在弹性敏感元件I的上表面，弹性敏感元件I的下表面设置有透水圆膜9，弹性敏感元件1、密封盖8和圆环薄壁筒构成密封腔体11，密封腔体11内设置有溅射金属薄膜4和转接板3，溅射金属薄膜4位于弹性敏感元件I的上表面，转接板3位于溅射金属薄膜4的上方，信号导线7从圆环形薄壁筒2的侧壁穿入密封腔体11内，金丝引线5的一端和信号导线7的信号引出线10 —起焊接在转接板3上，金丝引线5的另一端焊接在溅射金属薄膜4上。
[0029]弹性敏感元件I为超薄金属圆薄片结构，密封盖8设置在圆环形薄壁筒2的上端，弹性敏感元件I的上表面设置有凸台部，为凸圆形结构，圆环形薄壁筒2下端设置有与凸台部相匹配的凹部，圆环形薄壁筒2的凹部压合在弹性敏