专利名称：一种高温环境用称重传感器的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种称重传感器的制造方法，特别是一种高温环境用称重传感器的制造 方法。
背景技术：
目前，普通的称重传感器的制作方法通常包括毛坯锻造、机械加工、热处理、表面 处理、电阻应变计粘贴、加压固化等步骤，但是由此制造的称重传感器并不适合在高温 环境下的长期使用，因为普通的称重传感器的工作原理是由外力作用导致弹性体微应 变，继而使桥路电阻发生变化，从而导致电压输出变化，其中，弹性体及应变计仅仅是 一个力敏载体，而对于高温环境用称重传感器，不但外力会导致电压输出的变化，当周 围温度升高时，由于弹性体的热膨胀，会使应变计发生微应变，从而造成桥路电阻的变 化，最终也会使得电压输出产生变化，因此，对于高温环境用称重传感器，弹性体及应 变计不但是一个力敏载体，同时也是热敏元件。而且，当环境温度升高时，各种材料由 于热胀冷縮不同，在电阻应变计上引起的附加应变而产生的零点温度飘移会更加明显的 表现出来。另外，在高温环境下，弹性体、应变计、胶粘剂等材料的弹性模量也会发生 变化，从而使应变计的灵敏系数发生变化，这些因素会影响称重传感器在高温环境下的 稳定性及精确性。现有的制造方法不能解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供能在高温环境下稳定、长 期使用的称重传感器的一种制造方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为
一种高温环境用称重传感器的制造方法，包括弹性体加工工艺，应变电桥加工工艺， 表面防护层处理工艺，弹性体加工工艺依次包括以下步骤下料坯锻，机械加工，热处 理，表面处理，应变电桥加工工艺依次包括以下步骤高温锡焊，贴片组桥，高温固化， 高温补偿调试，高温胶封装。弹性体采用低热敏系数的铬钢为原料，如40CrNiMoA和 1Crl8Ni9Ti。表面处理步骤包括喷砂，精磨，表面清洗。
高温补偿调试步骤为首先将传感器与烘箱的插头对接，接通10±0. 01V供桥电压， 测量并记录传感器在室温状态的零点输出电压；然后将高温传感器加热到18(TC，保温 3小时，测量并记录其高温状态的零点输出电压；计算高温状态的零点输出电压与室温 状态的零点输出电压的差值，当高温状态的零点输出电压和室温状态的零点输出电压差 值大于40ixV时，则对其进行零点温度补偿。
高温补偿采用横截面积为0. 1平方毫米的锰铜丝作为补偿材料，桥臂阻值为350 Q 的传感器，每厘米锰铜丝能补偿40"V;桥臂阻值为700Q或610Q的传感器，每厘米锰 铜丝可补偿20uV;进行温度补偿时，首先应当计算出锰铜丝的长度，取准确长度的锰 铜丝，用电烙铁烫除锰铜丝两端的漆包层，并涂上高温焊锡，如长度大于1.5厘米则将 其巻成螺旋状，再根据组桥线路图的指示，将锰铜丝用焊锡焊接方式串入相应的位置， 然后再次测量计算高、常温的零点输出差值；如果仍不符合要求，则去除上一次所串入
的锰铜丝，并重新进行上述所有歩骤。
贴片步骤为在弹性体待贴部位涂一层胶粘剂，自然干燥20分钟至30分钟后，再 涂一层底胶，干燥后放入烘箱，由室温升温至6(TC至8(TC后，保温1小时，再升温至 140'C至160'C保温1小时，冷却到70'C备用；在7(TC时取出备用弹性体，在弹性体待 贴部位再涂上一层胶，晾20分钟至30分钟，然后将应变计涂有底胶的待贴面对准弹性 体的待贴位置贴上，盖上薄膜，沿应变计轴向挤出气泡和多余的胶液。
胶粘剂为高温应变胶，应变计为具有温度自补偿功能的玻璃纤维网格加固式卡玛应 变计。
高温固化步骤为在所述应变计上盖上硅橡胶板和金属压板，加压0.05Mpa至 0. lMpa并保持恒定，放入烘箱固化，然后由室温升温至IO(TC至120°C,保温2小时，再 升温至18(TC保温3小时，随烘箱冷却至室温后卸压，再升温至18(TC保温2小时。
焊锡焊接方式均为高温焊锡焊接，电烙铁焊接温度调至35(TC。
与现有技术相比，本发明制作工艺简单实用，通过对原材料的选择，通过贴片组 桥，高温固化，高温补偿调试等一系列工艺，有效解决了零点温度飘移，应变计的灵敏 系数发生变化及温度升高引起的电压输出变化等问题。使用本方法制造的称重传感器能 在25(TC条件下长期工作而性能不变，能用于冶金企业的炼钢钢水包计量、铁水包计量、 钢水包行车计量、热送焦炭计量、热送烧结矿计量、红送钢坯计量、线材轧制在线计量 等环境。
图1是本发明实施例工艺流程示意图。
具体实施例方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示的实施例是本发明实施例工艺流程示意图。
选用的弹性体采用低热敏系数的铬钢为原料，本实施例选用的原料为40CrNiMoA 和lCrl8Ni9Ti;经过检验筛选后，再依次经过下料坯锻，检验筛选，机械加工，机械检 验，热处理，喷砂，精磨，表面清洗几个步骤，制得弹性体备用。
高温应变计选用具有温度自补偿功能的玻璃纤维网格加固式卡玛应变计，经过高温 锡焊及高温封胶经检验筛选后备用。
然后，经过贴片组桥歩骤在弹性体待贴部位涂一层高温应变胶，自然干燥25分 钟后，再涂一层高温应变胶，干燥后放入烘箱，由室温升温至7(TC后，保温1小时，再 升温至15(TC保温1小时，冷却到7(TC备用；在7(TC时取出备用弹性体，在弹性体待贴 部位再涂上一层高温应变胶，晾25分钟，然后将应变计涂有底胶的待贴面对准弹性体 的待贴位置贴上，盖上薄膜，沿应变计轴向挤出气泡和多余的胶液。接着，在所述应变 计上盖上硅橡胶板和金属压板，加压0.08Mpa并保持恒定，放入烘箱固化，然后由室温 升温至120°C，保温2小时，再升温至18(TC保温3小时，随烘箱冷却至室温后卸压， 再升温至18(TC保温2小时。
取出经过高温固化的传感器，进入测试标定歩骤，再实施高温补偿调试歩骤将传 感器与烘箱的插头对接，接通10士0.01V供桥电压，测量并记录传感器在室温状态的零
点输出电压；然后将高温传感器加热到180°C，保温3小时，测量并记录其高温状态的 零点输出电压；计算高温状态的零点输出电压与室温状态的零点输出电压的差值，当高 温状态的零点输出电压和室温状态的零点输出电压差值大于40 y V时，则对其进行零点 温度补偿。
高温补偿采用横截面积为0. 1平方毫米的锰铜丝作为补偿材料，桥臂阻值为350 Q 的传感器，每厘米锰铜丝能补偿40iiV;桥臂阻值为700Q或610Q的传感器，每厘米锰 铜丝能补偿20uV;进行温度补偿时，首先应当计算出锰铜丝的长度，取准确长度的锰 铜丝，用电烙铁烫除锰铜丝两端的漆包层，并涂上高温焊锡，如长度大于1.5厘米则将 其巻成螺旋状，再根据组桥线路图的指示，将锰铜丝用焊锡焊接方式串入相应的位置， 然后再次测量计算高、常温的零点输出差值；如果仍不符合要求，则去除上一次所串入 的锰铜丝，并重新进行上述所有步骤。
经高温补偿检测符合要求后，再对传感器进行高温胶封装，IP试验，表面防护层 处理，即能制得在高温环境长期稳定使用的称重传感器，此时的称重传感器通过成品检 验，包装入库即可出厂。
焊锡焊接方式均为高温焊锡焊接，电烙铁焊接温度调至30(TC。
通过对材料的选择，降低了弹性体、应变计及高温应变胶的弹性模量对应变计灵敏 系数的影响，减小了温度升高引起的电压输出变化，而且，由于所选择的材料热胀冷縮 十分接近，降低了材料对传感器零点漂移的影响。通过贴片及高温固化后，能提高应变 计的绝缘电阻，同时能使绝缘电阻随温度变化很小，并且，在本发明的工艺条件下，高 温应变胶的延伸率、剪切强度、弹性模量的变化都很小，有效的减小了称重传感器在高 温条件下的零点漂移。最后通过高温补偿调试，再次提高了称重传感器在高温环境下称 量的精确性。使用本方法制造的称重传感器能在250'C条件下长期工作而性能不变，而 且制作工艺简单实用，能用于冶金企业的炼钢钢水包计量、铁水包计量、钢水包行车计 量、热送焦炭计量、热送烧结矿计量、红送钢坯计量、线材轧制在线计量等环境。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了描述，但是，本专业普通技术人员应当 了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。
权利要求
1、一种高温环境用称重传感器的制造方法，包括弹性体加工工艺，应变电桥加工工艺，表面防护层处理工艺，所述的弹性体加工工艺依次包括以下步骤下料坯锻，机械加工，热处理，表面处理，其特征是所述的应变电桥加工工艺依次包括以下步骤高温锡焊，贴片组桥，高温固化，高温补偿调试，高温胶封装。
2、 根据权利要求1所述的一种高温环境用称重传感器的制造方法，其特征是所 述的弹性体采用低热敏系数的铬钢为原料。
3、 根据权利要求2所述的一种高温环境用称重传感器的制造方法，其特征是所 述的表面处理步骤包括喷砂，精磨，表面清洗。
4、 根据权利要求3所述的一种高温环境用称重传感器的制造方法，其特征是所 述的高温补偿调试步骤为首先将所述的传感器与烘箱的插头对接，接通10土0.01V供 桥电压，测量并记录所述的传感器在室温状态的零点输出电压；然后将高温传感器加热 到18(TC，保温3小时，测量并记录其高温状态的零点输出电压；计算高温状态的零点 输出电压与室温状态的零点输出电压的差值，当高温状态的零点输出电压和室温状态的 零点输出电压差值大于40uV时，则对其进行零点温度补偿；高温补偿采用横截面积为0. 1平方毫米的锰铜丝作为补偿材料，桥臂阻值为350Q 的传感器，每厘米猛铜丝能补偿40"V;桥臂阻值为700Q或610Q的传感器，每厘米锰 铜丝能补偿20uV;进行温度补偿时，首先应当计算出锰铜丝的长度，取准确长度的锰 铜丝，用电烙铁烫除所述的锰铜丝两端的漆包层，并涂上高温焊锡，如长度大于1.5厘 米则将其巻成螺旋状，再根据组桥线路图的指示，将锰铜丝用焊锡焊接方式串入相应的 位置，然后再次测量计算高、常温的零点输出差值；如果仍不符合要求，则去除上一次 所串入的锰铜丝，并重新进行上述所有步骤。
5、 根据权利要求4所述的一种高温环境用称重传感器的制造方法，其特征是所 述的贴片步骤为在所述弹性体待贴部位涂一层胶粘剂，自然干燥20分钟至30分钟后， 再涂一层底胶，干燥后放入烘箱，由室温升温至6(TC至8(TC后，保温1小时，再升温 至14(TC至16(TC保温1小时，冷却到7(TC备用；在7(TC时取出备用弹性体，在所述弹 性体待贴部位再涂上一层胶，晾20分钟至30分钟，然后将所述的应变计涂有底胶的待 贴面对准弹性体的待贴位置贴上，盖上薄膜，沿所述应变计轴向挤出气泡和多余的胶液。
6、 根据权利要求5所述的一种高温环境用称重传感器的制造方法，其特征是所 述的胶粘剂为高温应变胶，所述的应变计为具有温度自补偿功能的玻璃纤维网格加固式 卡玛应变计。
7、 根据权利要求6所述的一种高温环境用称重传感器的制造方法，其特征是所 述的高温固化步骤为在所述应变计上盖上硅橡胶板和金属压板，加压0.05Mpa至 0. lMpa并保持恒定，放入烘箱固化，然后由室温升温至IO(TC至120°C，保温2小时，再 升温至18(TC保温3小时，随烘箱冷却至室温后卸压，再升温至18(TC保温2小时。
8、 根据权利要求1至7中任一权利要求所述的一种高温环境用称重传感器的制造 方法，其特征是所述的焊锡焊接方式为高温焊锡焊接，电烙铁焊接温度调至30(TC。
全文摘要
本发明公开了一种高温环境用称重传感器的制造方法，包括弹性体加工工艺，应变电桥加工工艺，表面防护层处理工艺，所述的弹性体加工工艺依次包括以下步骤下料坯锻，机械加工，热处理，表面处理，所述的应变电桥加工工艺依次包括以下步骤高温锡焊，贴片组桥，高温固化，高温补偿调试，高温胶封装。与现有技术相比，本发明制作工艺简单实用，使用本方法制造的称重传感器能在250℃条件下长期工作而性能不变，能用于冶金企业的炼钢钢水包计量、铁水包计量、钢水包行车计量、热送焦炭计量、热送烧结矿计量、红送钢坯计量、线材轧制在线计量等环境。
文档编号G01G3/00GK101206135SQ200710164758
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月12日 优先权日2007年12月12日
发明者孟如荣, 罗伏隆, 翁建明 申请人:余姚市通用仪表有限公司