真空规颗粒阻挡结构的制作方法

1.本发明涉及真空度测量技术领域，尤其涉及一种真空规颗粒阻挡结构。


背景技术：

2.电容薄膜真空规的工作原理是感压薄膜电极在压力作用下产生位移，引起薄膜电极和下电极之间距离发生变化，从而改变电容量，通过测量电容量的变化就可以获得待测真空度。电容薄膜真空计具有准确度高、稳定性好，能够测量气体的全压力且测量结果与气体成分无关等优点，因此广泛应用于航空航天、工业生产、真空计量、重大科研仪器等领域的真空度测量。
3.电容式薄膜真空规的关键部件为薄膜电极，薄膜电极的状态会影响实际测量的精度，量程和稳定性。在使用过程中，由于使用环境的不同，薄膜电极处于不同的测量气体氛围中，各种颗粒物会沉积在薄膜电极的表面，从而改变薄膜的一些性质，导致测量精度的降低。


技术实现要素：

4.本发明提供一种真空规颗粒阻挡结构，用以解决现有技术中电容式薄膜真空规的薄膜电极易于沉积颗粒物的问题。
5.本发明提供一种真空规颗粒阻挡结构，包括：
6.壳体，所述壳体的一侧适于固定薄膜电极，所述壳体的另一侧形成有空气通道；
7.基层挡板，设置在所述壳体内靠近所述空气通道一侧，并与所述壳体固定连接，所述基层挡板上设置有第一通气口，所述第一通气口在垂直于所述空气通道的延伸方向上与所述空气通道错位设置；
8.至少一层叠加层挡板，设置在所述基层挡板靠近所述薄膜电极的一侧，并与所述壳体固定连接，所述叠加层挡板上设置有第二通气口，所述第二通气口在垂直于所述空气通道的延伸方向上与所述第一通气口错位设置。
9.根据本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构，所述叠加层挡板沿所述空气通道的延伸方向设置有两层以上，各所述叠加层挡板上的第二通气口之间在垂直于所述空气通道的延伸方向上相互错位设置。
10.根据本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构，所述叠加层挡板的直径大于所述基层挡板的直径，且在远离所述基层挡板的方向上，各所述叠加层挡板的直径逐渐增大。
11.根据本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构，所述第一通气口沿所述基层挡板的周向排布有多组，每组所述第一通气口之间沿所述基层挡板的径向间隔排布；
12.和/或，所述第二通气口沿所述叠加层挡板的周向排布有多个。
13.根据本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构，所述第一通气口包括圆孔和弧形孔，所述弧形孔设置在所述圆孔远离所述基层挡板的中心的一侧。
14.根据本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构，所述壳体的内壁上，设置有沿空气
通道至薄膜电极的方向直径逐渐增大的至少两级支撑台阶，所述基层挡板和所述叠加层挡板的边缘固定在所述支撑台阶上。
15.根据本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构，所述壳体包括固定连接的第一构成部和第二构成部，所述基层挡板和所述叠加层挡板设置在所述第一构成部内，所述第二构成部设置有安装环，所述安装环靠近所述第一构成部的一侧适于固定薄膜电极。
16.根据本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构，与所述薄膜电极相邻的所述叠加层挡板与所述薄膜电极之间的间距介于0.05mm至20mm之间。
17.根据本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构，所述基层挡板与相邻的所述叠加层挡板之间以及相邻的两个所述叠加层挡板之间的直径差值为d1，间距为d2，d1与d2的比值介于0到1之间。
18.根据本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构，所述弧形孔的径向宽度介于5um至500um之间。
19.本发明提供的真空规颗粒阻挡结构，基层挡板上的第一通气口与空气通道错位设置，使基层挡板能够对空气通道进入的空气中的颗粒物进行第一次阻挡，叠加层挡板上的第二通气口与第一通气口错位设置，使叠加层挡板能够对进入第一通气口的空气中的颗粒物进行阻挡。基层挡板和叠加层挡板共同作用，对薄膜电极起到良好的防护作用，有效避免颗粒物到达薄膜电极并在薄膜电极上沉积。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构的横截面示意图；
22.图2是本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构中的基层挡板示意图之一；
23.图3是本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构中的叠加层挡板结构示意图；
24.图4是本发明提供的一种真空规颗粒阻挡结构中的基层挡板示意图之二；
25.附图标记：
26.1、第一构成部；
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11、空气通道；
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12、支撑台阶；
27.2、第二构成部；
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21、安装环；
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3、基层挡板；
28.31、第一通气口；
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311、圆孔；
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312、弧形孔；
29.4、叠加层挡板；
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41、第二通气口；
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5、薄膜电极。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
31.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而
不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
33.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
35.下面结合图1-图3描述本发明实施例的真空规颗粒阻挡结构，该真空规颗粒阻挡结构能够在真空规的薄膜电极5一侧形成遮挡，避免颗粒物沉积在薄膜电极5上，保证实际测量的精度。
36.本发明实施例中，真空规颗粒阻挡结构包括壳体、基层挡板3和至少一层叠加层挡板4。壳体为刚性结构，能够对薄膜电极5、基层挡板3和叠加层挡板4形成支撑。壳体的一侧适于固定薄膜电极5，薄膜电极5安装在壳体上后与壳体共轴线，壳体的另一侧形成有空气通道11，空气通道11朝向薄膜电极5，空气可由空气通道11到达薄膜电极5位置。
37.基层挡板3设置在壳体内靠近空气通道11一侧，基层挡板3采用圆板结构，其边缘位置与壳体固定连接，基层挡板3与壳体连接位置形成密封。基层挡板3上设置有第一通气口31，第一通气口31在垂直于空气通道11的延伸方向上与空气通道11错位设置，基层挡板3与空气通道11的端部形成间隙，由空气通道11进入的空气可由该间隙到达第一通气口31，并可以由第一通气口31向薄膜电极5流动。基层挡板3的设置可以对空气中的颗粒物形成第一次的阻挡作用，避免空气携带颗粒物直接与薄膜电极5接触。
38.叠加层挡板4设置在基层挡板3靠近薄膜电极5的一侧，叠加层挡板4采用圆板结构，其边缘位置与壳体固定连接。叠加层挡板4与基层挡板3平行间隔设置。叠加层挡板4上设置有第二通气口41，第二通气口41在垂直于空气通道11的延伸方向上与第一通气口31错位设置。叠加层挡板4能够对空气中的剩余颗粒物起到阻挡作用。
39.在本发明一些实施例中，叠加层挡板4沿空气通道11的延伸方向设置有两层以上，各叠加层挡板4平行间隔设置，且各叠加层挡板4上的第二通气口41之间在垂直于空气通道
11的延伸方向上相互错位设置。由此，空气中的颗粒受到基层挡板3及至少两层叠加层挡板4的多次阻挡，颗粒物含量降低到较低的水平，对薄膜电极5起到更好的保护效果。
40.可选地，与薄膜电极5相邻的叠加层挡板4与薄膜电极5之间的间距介于0.05mm至20mm之间，将叠加层挡板4与薄膜电极5之间的间距控制在合适范围内能够降低薄膜响应的迟滞。
41.可选地，叠加层挡板4的直径大于基层挡板3的直径，且在远离基层挡板3的方向上，各叠加层挡板4的直径逐渐增大，由此可以便于进行基层挡板3和叠加层挡板4的安装，进行安装时，可以由壳体背离空气通道11的一侧装入基层挡板3，再由小到大逐个安装叠加层挡板4。
42.另外，此种设置形式还可以便于布置第一通气口31和第二通气口41的位置。例如，在基层挡板3上位于空气通道11径向外侧的部分布置第一通气口31，将第二通气口41布置在叠加层挡板4上位于基层挡板3径向外侧的部分，且直径较大的叠加层挡板4上的第二通气口41位于直径较小的叠加层挡板4上的第二通气口41的径向外侧。
43.当然，可以理解的是，第一通气口31和第二通气口41的布置方式并不限于上述的一种，其他能够实现第二通气口41在垂直于空气通道11的延伸方向上与第一通气口31错位设置，各叠加层挡板4上的第二通气口41之间在垂直于空气通道11的延伸方向上相互错位设置的布置形式也应当在本发明实施例的保护范围内。例如，第一通气口31位于第二通气口41的径向外侧，或各叠加层挡板4上位于外侧的第二通气口41与位于内侧的第二通气口41交替布置等。
44.可选地，第一通气口31沿基层挡板3的周向排布有多组，每组第一通气口31之间沿基层挡板3的径向间隔排布，使基层挡板3在实现颗粒阻挡功能的前提下具有更大的空气流通面积，避免薄膜电极5的响应迟滞。
45.可选地，第二通气口41沿叠加层挡板4的周向排布有多个，使叠加层挡板4在实现颗粒阻挡功能的前提下具有更大的空气流通面积，避免薄膜电极5的响应迟滞。各第二通气口41之间可以周向均匀排布，进行生产、安装时更方便，并且能够使空气可以从叠加层挡板4上不同方向的第二通气口41通过。
46.如图4所示，在本发明一些实施例中，第一通气口31包括圆孔311和弧形孔312，弧形孔312设置在圆孔311远离基层挡板3的中心的一侧。弧形孔312相较于圆孔311具有更大的通气流通面积，弧形孔312的布置数量可以根据颗粒大小、所需空气流通面积等具体的使用需求确定。
47.可选地，弧形孔312的径向宽度介于5um至500um之间，从而在保证颗粒物阻挡效果的同时降低薄膜电极5的响应迟滞。
48.在本发明一些实施例中，壳体包括第一构成部1和第二构成部2。第一构成部1一端形成空气通道11，另一端设置有开口，第二构成部2固定在第一构成部1上背离空气通道11的开口位置，基层挡板3和叠加层挡板4设置在第一构成部1内。第二构成部2设置有安装环21，安装环21靠近第一构成部1的一侧适于固定薄膜电极5。将薄膜电极5固定在安装环21上后，薄膜电极5可划分为可动区和封装区，可动区可在两侧压力差的作用下发生形变，封装区为与安装环21固定的部分。
49.将壳体设置为第一构成部1和第二构成部2，能够便于安装基层挡板3和叠加层挡
板4，安装过程中，先将基层挡板3和叠加层挡板4由第一构成部1上背离空气通道11的一侧开口位置装入第一构成部1内，再将薄膜电极5固定在第二构成部2后，连接第一构成部1和第二构成部2，即可完成集成挡板、叠加层挡板4和薄膜电极5的安装。
50.可选地，基层挡板3和叠加层挡板4与第一构成部1之间、薄膜电极5与第二构成部2之间以及第一构成部1和第二构成部2之间，均可以通过激光焊接的方式固定。
51.在本发明一些实施例中，壳体的第一构成部1内壁上，设置有至少两级支撑台阶12，各级支撑台阶12沿空气通道11至薄膜电极5的方向布置，且在该方向上，各级支撑台阶12直径逐渐增大，基层挡板3和叠加层挡板4的边缘固定在支撑台阶12上。通过设置支撑台阶12既能便于基层挡板3和叠加层挡板4的安装固定，又便于保证基层挡板3、叠加层挡板4和薄膜电极5之间的间距准确。
52.可选地，基层挡板3与相邻的叠加层挡板4之间以及相邻的两个叠加层挡板4之间的直径差值为d1，间距为d2，设k为d1与d2的比值，则k介于0到1之间，由此能够减少颗粒物的沉积的数量，降低薄膜响应的迟滞。
53.本发明提供的真空规颗粒阻挡结构，基层挡板3和叠加层挡板4共同作用，能够对薄膜电极5起到良好的防护作用，有效避免颗粒物到达薄膜电极5并在薄膜电极5上沉积。
54.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。