一种电容薄膜真空计及其制备方法

本发明涉及电容式薄膜真空计领域，特别涉及一种电容薄膜真空计及其制备方法。

背景技术：

1、真空测量是研发，生产技术，质量控制和制造过程必不可少的基本技术。在现有的真空计中，电容薄膜真空计具有结构紧凑、灵敏度高、稳定性好、测量值与气体成分无关、有较强的抗腐蚀性能及使用寿命长等优点，且作为低真空的参考标准被广泛应用于半导体、光伏、航天航空和科研等领域。

2、在目前电容薄膜真空计中，金属感压膜片通常夹在上壳体与下壳体之间，与上下壳体焊接形成一个整体。该种结构有利于形成全金属的密封形式，且上下壳体的材料尽量与感压薄膜的材料保持一致，有利于保持传感器性能的稳定。但该结构的特点是固定电极固定在固定基板上，固定基板是陶瓷板结构，陶瓷与上壳体固定在一起，而且要保证陶瓷结构加工的精度和上壳体的配合精度。最后，全金属材质的上壳体、下壳体和薄膜一起焊接。这种结构整体上较为复杂，工艺难度较大，制造成本较高。

3、另外也有厂家采用全陶瓷的薄膜和壳体，采用高温烧结或者粘接的方式，制造陶瓷薄膜电容真空计。但采用陶瓷薄膜的真空计膜片的耐腐蚀性无法满足某些特殊应用场景的需求。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种电容薄膜真空计及其制备方法，提供一种成本低、制造难度小的电容式薄膜真空计。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种电容薄膜真空计，包括上壳体、下壳体和位于两者之间的感压膜片，所述感压膜片和下壳体为金属材质，感压膜片和下壳体焊接在一起形成了检测腔，所述下壳体底部焊接有连接管，通过连接管连接检测腔和待测真空腔体；所述上壳体由绝缘材料制成，所述上壳体粘接于感压膜片或下壳体上，所述上壳体与感压膜片之间形成参考腔；所述上壳体的顶部内壁镀有固定电极，所述固定电极通过引出电极将电容变化信号引出至参考腔外部，所述上壳体上设置抽气口和吸气剂，所述参考腔为真空状态。

4、上述方案中，所述上壳体由陶瓷、玻璃、蓝宝石或环氧树脂制成。

5、上述方案中，所述固定电极为银浆或银钯合金浆料烧结制成。

6、上述方案中，所述下壳体和感压膜片为铁基合金或镍基合金，其中感压膜片在焊接时处于张紧状态。

7、上述方案中，所述上壳体与感压膜片或下壳体粘接时采用的粘接材料为无机粘接剂。

8、上述方案中，所述吸气剂附着于上壳体内表面，采用蒸镀、沉积或丝网印刷工艺制成。

9、上述方案中，所述连接管中还设置有过滤网。

10、一种电容薄膜真空计的制备方法，包括如下步骤：

11、(1)在上壳体内壁镀一层固定电极，并留出引出电极；在上壳体上安装抽气口和吸气剂；

12、(2)将下壳体和连接管焊接在一起，然后将感压膜片绷紧后，边缘与下壳体进行焊接，形成一个具有检测腔的整体；

13、(3)然后将加工好的上壳体粘接在感压膜片或者下壳体上，形成参考腔；

14、(4)通过抽气口将参考腔抽至真空状态，在此期间加热吸气剂或对其通电激活，使其产生吸气能力，然后将抽气口密封，完成电容薄膜真空计的制备。

15、通过上述技术方案，本发明提供的一种电容薄膜真空计及其制备方法具有如下有益效果：

16、本发明将感压膜片焊接在下壳体上，形成一个单侧密封组件，该组件内部连通待测真空腔体，与待测真空腔体内气体接触的材料均为耐腐蚀的金属材料。在此基础上，上壳体材料为绝缘材料，其与单侧密封组件之间通过粘接形式进行连接。上壳体的材料及连接工艺不会受到待测真空腔体内气体的影响，且固定电极与上壳体集成为一个整体，无须在参考腔内增加固定基板，使参考腔内的容积大大减小。

17、而且，在现有技术中，基本以陶瓷薄膜电容真空计和金属薄膜电容真空计为主，陶瓷薄膜电容真空计结构更为简单，但是膜片耐腐蚀性较差，金属薄膜电容真空计的结构相对更加复杂，但是耐腐蚀性较好。本发明综合两者的优势，在保证电容式薄膜真空计耐腐蚀、高精度的特性下，使电容式薄膜真空计的结构以及制备方法大为简化。

技术特征：

1.一种电容薄膜真空计，其特征在于，包括上壳体、下壳体和位于两者之间的感压膜片，所述感压膜片和下壳体为金属材质，感压膜片和下壳体焊接在一起形成了检测腔，所述下壳体底部焊接有连接管，通过连接管连接检测腔和待测真空腔体；所述上壳体由绝缘材料制成，所述上壳体粘接于感压膜片或下壳体上，所述上壳体与感压膜片之间形成参考腔；所述上壳体的顶部内壁镀有固定电极，所述固定电极通过引出电极将电容变化信号引出至参考腔外部，所述上壳体上设置抽气口和吸气剂，所述参考腔为真空状态。

2.根据权利要求1所述的一种电容薄膜真空计，其特征在于，所述上壳体由陶瓷、玻璃、蓝宝石或环氧树脂制成。

3.根据权利要求1所述的一种电容薄膜真空计，其特征在于，所述固定电极为银浆或银钯合金浆料烧结制成。

4.根据权利要求1所述的一种电容薄膜真空计，其特征在于，所述下壳体和感压膜片为铁基合金或镍基合金，其中感压膜片在焊接时处于张紧状态。

5.根据权利要求1所述的一种电容薄膜真空计，其特征在于，所述上壳体与感压膜片或下壳体粘接时采用的粘接材料为无机粘接剂。

6.根据权利要求1所述的一种电容薄膜真空计，其特征在于，所述吸气剂附着于上壳体内表面，采用蒸镀、沉积或丝网印刷工艺制成。

7.根据权利要求1所述的一种电容薄膜真空计，其特征在于，所述连接管中还设置有过滤网。

8.一种如权利要求1-7任一所述的电容薄膜真空计的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种电容薄膜真空计及其制备方法，该真空计包括上壳体、下壳体和位于两者之间的感压膜片，所述感压膜片和下壳体为金属材质，感压膜片和下壳体焊接在一起形成了检测腔，所述下壳体底部焊接有连接管，通过连接管连接检测腔和待测真空腔体；所述上壳体由绝缘材料制成，所述上壳体粘接于感压膜片或下壳体上，所述上壳体与感压膜片之间形成参考腔；所述上壳体的顶部内壁镀有固定电极，所述固定电极通过引出电极将电容变化信号引出至参考腔外部，所述上壳体上设置抽气口和吸气剂，所述参考腔为真空状态。本发明所公开的电容薄膜真空计在保证电容式薄膜真空计耐腐蚀、高精度的特性下，使电容式薄膜真空计的结构以及制备方法大为简化。

技术研发人员：林玉哲,陶继方,陈公贤
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15