一种弹性模原件制造技术

本实用新型专利技术涉及压力传感器领域，具体涉及一种弹性模原件，该弹性模原件具有呈圆环状分布的波纹结构，波纹结构以弹性模原件的圆心为中心同心设置，其凸起部分朝向弹性模原件的同一侧设置，相邻的波纹结构之间、半径最大的波纹结构外侧的部分和半径最小的波纹结构的内侧部分均为平面圆环结构，波纹结构的横截面形状为正弦波的半波形状。与现有的弹性模原件相比，本实用新型专利技术的弹性模原件优化了隔离膜片的结构设计，提高了传感器的线性度和响应灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及压力传感器领域，具体涉及一种弹性模原件，也称之为隔离膜片。
技术介绍
随着近现代电子行业的发展，越来越多的领域都已经涉及到自动化，甚至是智能化。这些自动化或智能化的设备给人们的生活，工作，学习带了方便，而这些自动化或智能化的应用又带动了传感器行业的飞速发展，其中一种压敏传感器的使用也迅速普及。隔离膜片被用来隔离传感器芯片和测量介质，避免芯片被污染腐蚀，从而影响传感器的动静态性能甚至损坏传感器。隔离膜片是一种让两个压力不等的介质面分开，具有绕性的圆薄膜片，膜片的绕性面具有正弦型波纹，因此也可以称之为隔离膜片。典型的力敏原件都采用这种膜片隔离技术，隔离膜片和敏感原件之间充灌硅油。隔离膜片除了起隔离作用外，另一作用是将压力无损的传递给压力敏感原件。隔离膜片的设计和加工是实现压力传感器充油隔离封装的关键之所在。由于隔离膜片的参数很多，又相互制约，所以使得它的设计很复杂。隔离膜片因受自身变形应力的影响，因此会影响到传感器的线性度和响应灵敏度。
技术实现思路
为解决现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种弹性模原件，该弹性模原件具有优化的结构设计，较好的线性度和响应灵敏度。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种弹性模原件，所述弹性模原件为圆形的正弦曲线的弹性模原件，该弹性模原件1具有呈圆环状分布的波纹结构1-1，波纹结构1-1以弹性模原件1的圆心为中心同心设置，其凸起部分朝向弹性模原件1的同一侧设置，相邻的波纹结构1-1之间、半径最大的波纹结构外侧的
部分和半径最小的波纹结构的内侧部分均为平面圆环结构1-2，波纹结构1-1的横截面形状为正弦波的半波形状，所述弹性模原件1的外形因子q满足q2＝1+1.5H2/L2，其中：H为波纹结构1-1的深度，L为弹性模原件的厚度。所述的弹性模原件1的外形因子q的取值范围为5≤q≤20。所述弹性模原件1上波纹结构1-1之间的波距为s，s取值为4×H～5×H。所述的波纹结构1-1与平面圆环结构1-2之间的连接部位为光滑圆弧过度。所述的弹性模原件1的半径为r，r＝9.2mm，波纹结构1-1的深度H＝0.52mm，波距s＝2.5mm。所述弹性模原件1的厚度L＝0.025mm。所述弹性模原件1的厚度L＝0.05mm。所述弹性模原件1的材质为316L不锈钢箔材。与现有技术相比，本技术的弹性模原件具有如下有益效果：本技术的弹性模原件为圆形的正弦曲线的弹性模原件，该弹性模原件的外形因子与波纹结构的深度H、弹性模原件的厚度L之间的关系为q2＝1+1.5H2/L2，5≤q≤20，因此，与现有的弹性模原件相比，本技术的弹性模原件优化了隔离膜片的结构设计，提高了传感器的线性度和响应灵敏度。进一步的，本技术的波纹距为波纹结构的深度的4倍到5倍，进一步使得隔离膜片的结构设计优化，能够提高传感器的线性度和响应灵敏度。进一步的，本技术的弹性模原件选用半径r为9.2mm，波纹深度H为0.52mm，波距s为2.5mm，为了保证产品良好的灵敏度，膜片厚度的设计按照大小量程分为0.025mm和0.05mm两种，小量程选用0.025mm厚度膜片，可保证小量程的灵敏度，大量程选用0.05mm厚度膜片，可保证产品的耐压能力。综上所述，本技术的弹性模原件结构合理、性能优良，能够根据不同的压力大小设计
不同的膜片厚度，这样既起到了隔离保护作用，又保证了压敏原件的性能，使本技术满足客户现场使用需求、装配组装需求、外观实际应用需求、产品性能需求，使用本技术能够有效隔离测量介质，满足客户现场使用。【附图说明】图1为本技术的弹性模原件的三维示意图；图2为本技术的弹性模原件沿半径方向的横截面示意图。其中，1-弹性模原件，1-1-波纹结构，1-2-平面圆环结构。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本技术的弹性模原件的外形影响参数主要有外形因子q，半径r，厚度L，波纹深度H，波距s，波纹数N。外形因子q决定隔离膜片的变形，q越大，膜片的刚度越大，线性区越长，一般q取值为5～20之间，半径r由弹性模原件的使用空间决定，隔离膜片的厚度L和波纹深度H是两个相互影响的值，由经验公式：q2＝1+1.5H2/L2所以需要找到一个H和L之间的平衡点。波距s一般为s＝4～5H，具体值和波纹数N和工作半径r有关。弹性模原件的理想状态是利用硅油的不可压缩性把工作压力等值传递给传感器芯片，在传递压力的过程中弹性模原件肯定会有自身变形，则相应的产生自变形应力。弹性模原件可通过调整上述的影响参数来减少自变形应力，提高传感器线性度和灵敏度。根据实际实验得出经验，厚度越小，弹性模原件的灵敏度越高，波纹深度越小，弹性模原件的线性度越好，但是波纹深度越小，膜片所能承受的压力就越小，所以需要增加弹性模原件的深度来增大隔离膜片的量程。如图1至图2所示，本技术的弹性模原件为圆形的正弦曲线的弹性模原件，该弹性模
原件1具有呈圆环状分布的波纹结构1-1，波纹结构1-1以弹性模原件1的圆心为中心同心设置，其凸起部分朝向弹性模原件1的同一侧设置，相邻的波纹结构1-1之间、半径最大的波纹结构外侧的部分和半径最小的波纹结构的内侧部分均为平面圆环结构1-2，波纹结构1-1的横截面形状为正弦波的半波形状。本技术的弹性模原件1上波纹结构1-1之间的波距为s，s取值为4×H～5×H。本技术的波纹结构1-1与平面圆环结构1-2之间的连接部位为光滑圆弧过度。本技术的弹性模原件1的半径为r，r＝9.2mm，波纹结构1-1的深度H＝0.52mm，波距s＝2.5mm，为了保证产品良好的灵敏度，膜片厚度的设计按照大小量程分为0.025mm和0.05mm两种，小量程选用0.025mm厚度膜片，可保证小量程的灵敏度，大量程选用0.05mm厚度膜片，可保证产品的耐压能力。本技术的弹性模原件1的材质为316L不锈钢箔材，316L不锈钢箔材的弹性模量约为200×109pa，在200摄氏度以下是恒定值，符合传感器的工业使用温度-40℃～125℃的温度要求，线性膨胀系数是10.8×10-6/℃，综合考虑，选用不锈钢316L作为弹性模原件的材料是合适的。因为正弦曲线的弹性模原件的灵敏度好，且不容易产生应力集中，所以隔离膜片的外形选用正弦曲线。根据隔离膜片设计尺寸设计冲压磨具，利用冲压设备对316L不锈钢箔材进行冲压，隔离膜片一次成型。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹性模原件，所述弹性模原件为圆形的正弦曲线的弹性模原件，其特征在于，该弹性模原件(1)具有呈圆环状分布的波纹结构(1‑1)，波纹结构(1‑1)以弹性模原件(1)的圆心为中心同心设置，其凸起部分朝向弹性模原件(1)的同一侧设置，相邻的波纹结构(1‑1)之间、半径最大的波纹结构外侧的部分和半径最小的波纹结构的内侧部分均为平面圆环结构(1‑2)，波纹结构(1‑1)的横截面形状为正弦波的半波形状，所述弹性模原件(1)的外形因子q满足q2＝1+1.5H2/L2，其中：H为波纹结构(1‑1)的深度，L为弹性模原件的厚度。

【技术特征摘要】
1.一种弹性模原件，所述弹性模原件为圆形的正弦曲线的弹性模原件，其特征在于，该弹性模原件(1)具有呈圆环状分布的波纹结构(1-1)，波纹结构(1-1)以弹性模原件(1)的圆心为中心同心设置，其凸起部分朝向弹性模原件(1)的同一侧设置，相邻的波纹结构(1-1)之间、半径最大的波纹结构外侧的部分和半径最小的波纹结构的内侧部分均为平面圆环结构(1-2)，波纹结构(1-1)的横截面形状为正弦波的半波形状，所述弹性模原件(1)的外形因子q满足q2＝1+1.5H2/L2，其中：H为波纹结构(1-1)的深度，L为弹性模原件的厚度。2.根据权利要求1所述的一种弹性模原件，其特征在于，所述的弹性模原件(1)的外形因子q的取值范围为5≤q≤20。3.根据权利要求1所述的一种弹性模原件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵富荣，段久勋，柳欢，
申请(专利权)人：麦克传感器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61