一种消除薄膜应力的电容薄膜真空计的制作方法

1.本发明属于真空计技术领域，特别涉及一种消除薄膜应力的电容薄膜真空计。


背景技术：

2.电容薄膜真空计是一种全压测量的真空计，具有高灵敏度、高精度、小型化、高稳定性、直接测量与气体成分无关等特点，广泛应用在真空镀膜、新材料及航天航空等领域。
3.目前，现有电容薄膜真空计的感压膜片与固定电极形成的平行板电容器传感组件电容值很小，为皮法级，使得待测压力变化引起的电容变化也很小，而且，测量时，待测气体容易引起测量腔内的温度变化，测量腔内的温度变化会对感压薄膜的应力造成影响，从而影响电容薄膜真空计的测量精度。
4.因此，现有技术有待改进和发展。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供了一种消除薄膜应力的电容薄膜真空计，能够对进入第二腔内的待测气体进行加热，使得进入第二腔内的待测气体的温度与第二腔内的温度保持一致，避免温度变化对膜片应力造成影响，从而影响电容薄膜真空计的测量精度。
6.本技术提供一种消除薄膜应力的电容薄膜真空计，包括壳体、感压薄膜及固定电极，还包括第一加热件；所述壳体具有容置腔，所述感压薄膜设置在所述容置腔内，所述感压薄膜将所述容置腔分为第一腔及第二腔；所述固定电极设置在所述第一腔内，并与所述感压薄膜平行，所述固定电极与所述感压薄膜组成平行板电容器传感组件；所述第一加热件设置在所述第二腔内，并面向所述壳体的进气口。
7.本技术提供的消除薄膜应力的电容薄膜真空计通过在第二腔内设置第一加热件的设计，使得第一加热件对由壳体的进气口进入第二腔内的待测气体进行加热，从而使得待测气体的温度与第二腔内的温度保持一致，避免待测气体引起第二腔内的温度变化，对感压薄膜的应力造成影响，从而影响电容薄膜真空计的测量精度。
8.进一步地，上述第一加热件为锥形，锥形的所述第一加热件的尖端靠近所述壳体的进气口，锥形的所述第一加热件的尾端靠近所述感压薄膜。
9.本技术通过将第一加热件设计为锥形，使得由壳体的进气口进入第二腔内的待测气体一进入第二腔内即被第一加热件的尖端开始加热，随着待测气体不断向上流动，第一加热件始终对进入第二腔的待测气体进行加热，从而使得进入第二腔内的待测气体的温度与第二腔内的温度保持一致，避免待测气体引起第二腔内的温度变化，对感压薄膜的应力造成影响。
10.进一步地，上述第一加热件为圆盘形，圆盘形的所述第一加热件靠近所述壳体的进气口或所述感压薄膜。
11.本技术通过将第一加热件设计为圆盘形，并将其设置在靠近壳体的进气口的位置，使得待测气体进入第二腔内后，直接被第一加热件加热至与第二腔内的温度保持一致，
或将其设置在靠近感压薄膜的位置，在待测气体进入第二腔内后向感压薄膜流动的过程中被第一加热件加热至与第二腔内的温度保持一致，从而避免待测气体引起第二腔内的温度变化。
12.进一步地，上述第一加热件的数量为多个，多个所述第一加热件均为圆盘形，多个所述第一加热件由下至上间隔设置在所述第二腔内。
13.进一步地，上述相邻两个所述第一加热件中位于下方的所述第一加热件的尺寸小于其上方的所述第一加热件的尺寸。
14.进一步地，上述相邻两个所述第一加热件之间的间隔相等。
15.进一步地，上述第一加热件上设有温控开关。
16.进一步地，上述壳体的外侧壁包裹有第二加热件。
17.进一步地，上述第二腔内设有支撑架，所述第一加热件设置在所述支撑架上。
18.进一步地，上述壳体的进气口处设有挡板。
19.由上可知，本发明的消除薄膜应力的电容薄膜真空计通过在第二腔内设置第一加热件的设计，使得第一加热件对由壳体的进气口进入第二腔内的待测气体进行加热，从而使得进入第二腔内的待测气体的温度与第二腔内的温度保持一致，避免待测气体引起第二腔内的温度变化，对感压薄膜的应力造成影响，从而影响电容薄膜真空计的测量精度。
20.本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
21.图1为本技术实施例一提供的一种消除薄膜应力的电容薄膜真空计的结构示意图。
22.图2为本技术实施例一提供的一种第一加热件的结构示意图。
23.图3为本技术实施例二提供的一种消除薄膜应力的电容薄膜真空计的结构示意图。
24.图4为本技术实施例二提供的一种第一加热件的结构示意图。
25.图5为本技术实施例三提供的一种消除薄膜应力的电容薄膜真空计的结构示意图。
26.图6为本技术实施例三提供的一种第一加热件的结构示意图。
27.图7为本技术实施例三提供的另一种消除薄膜应力的电容薄膜真空计的结构示意图。
28.图8为本技术实施例三提供的另一种第一加热件的结构示意图。
29.标号说明：10、壳体；101、第一腔；102、第二腔；11、感压薄膜；12、固定电极；13、第一加热件；14、第二加热件；15、支撑架；16、挡板；17、连接管；18、抽气管；19、吸气剂。
具体实施方式
30.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
35.实施例一如图1及图2所示，本发明一种消除薄膜应力的电容薄膜真空计，包括壳体10、感压薄膜11、固定电极12及第一加热件13。壳体10具有容置腔，感压薄膜11设置在容置腔内，感压薄膜11将容置腔分为第一腔101及第二腔102。固定电极12设置在第一腔101内，并与感压薄膜11平行，固定电极12与感压薄膜11组成平行板电容器传感组件。第一加热件13设置在第二腔102内，第一加热件13面向壳体10的进气口。具体地，第一加热件13面向壳体10的进气口是指第一加热件13位于待测气体于第二腔102内流动的路径上。
36.具体应用中，待测气体由壳体10的进气口进入第二腔102内，第二腔102内的第一加热件13通电对待测气体进行加热，使得进入第二腔102内的待测气体的温度与第二腔102内的温度保持一致。
37.通过该技术方案，可以减少待测气体引起第二腔102内的温度变化，从而减少温度变化对感压薄膜的应力的影响，进而提高电容薄膜真空计的测量精度；另外，还可以对待测气体中的水蒸气进行去除，起到除气作用。
38.本实施例中，第一加热件13为锥形，锥形的第一加热件13的尖端靠近壳体10的进气口，锥形的第一加热件13的尾端靠近感压薄膜11。具体应用中，由壳体10的进气口进入第二腔102内的待测气体一进入第二腔102内即被第一加热件13的尖端开始加热，不仅加热效果好，而且随着待测气体不断向上流动，第一加热件13始终对待测气体进行加热，以确保进入第二腔102内的待测气体的温度与第二腔102内的温度保持一致，减少待测气体引起第二腔102内的温度变化，从而减少温度变化对感压薄膜的应力的影响，进而提高电容薄膜真空计的测量精度；具体地，锥形的第一加热件13由加热丝绕设而成，相邻的加热丝之间具有供待测气体通过的间隙，以使得第一加热件13对待测气体均匀加热。
39.在一些优选的实施方式中，上述第一加热件13上设有温控开关。具体应用中，温控开关对第二腔102内的温度进行感温，当第二腔102内的温度达到预定温度时，温控开关打开，切断电路，起到控温作用；当第二腔102内的温度冷却到设定温度时，温控开关自动闭合，接通电路，使得第一加热件13恢复正常工作状态，从而保持第二腔102内的温度恒定。
40.在一些优选的实施方式中，上述壳体10的外侧壁包裹有第二加热件14。具体应用中，第二加热件14可以对真空计的整体进行加热，从而使得真空计恒定在预设温度。具体地，第二加热件14可以是加热电极、加热片或加热丝。
41.优选地，可以采用pid控制系统对第一加热件13及第二加热件14进行控制，使得第一加热件13及第二加热件14配合将感压薄膜11及真空管恒定在最佳工作温度值，从而达到最佳测量效果。具体地，第一加热件13及第二加热件14可以相互独立，分别由独立的pid控制系统进行控制，也可以共用一个pid控制系统，根据实际需求进行适应性选择即可。
42.在一些优选的实施方式中，上述第二腔102内设有支撑架15，第一加热件13设置在支撑架15上。具体地，支撑架15设置在第二腔102的内侧壁，并向第二腔102内延伸。通过支撑架15对第一加热件13进行安装固定，使其在预定位置对待测气体进行加热，从而保证良好的加热效果。
43.在一些优选的实施方式中，上述壳体10的进气口处设有挡板16。具体地，挡板16具有多个筛孔，当待测气体由壳体10的进气口进入第二腔102时，挡板16起到一定遮挡作用，使得待测气体缓慢进入第二腔102内，从而保证第一加热件13对待测气体均匀加热。
44.优选地，本实施例中，锥形第一加热件13的尖端可以直接设置在挡板16上，如此，不仅可以节省支撑架15，而且使得待测气体一进入第二腔102内直接被第一加热件13加热，以减小待测气体与第二腔102内的温差。
45.在一些优选的实施方式中，上述消除薄膜应力的电容薄膜真空计还包括连接管17，连接管17的一端连接壳体10的进气口。通过该技术方案，便于对消除薄膜应力的电容薄膜真空计与盛装待测气体的容器进行连接。具体地，连接管17位于壳体10底部的中心位置，如此，使得待测气体通过连接管17均匀地进入第二腔102内，避免在待测气体不均匀的情况下测量，影响测量的精度。
46.在一些优选的实施方式中，上述消除薄膜应力的电容薄膜真空计还包括抽气管18，抽气管18连通第一腔101。通过该技术方案，便于对消除薄膜应力的电容薄膜真空计与真空泵进行连接。
47.在一些优选的实施方式中，上述消除薄膜应力的电容薄膜真空计还包括吸气剂
19，吸气剂19连通第一腔101。具体应用中，吸气剂19可吸收第一腔101内残余的气体，保持内外压差的稳定性，从而保证测量精度。吸气剂19的具体类型可根据实际需要进行适应性选择，于此不进行限定。
48.实施例二如图3及图4所示，本实施例与实施例一的区别在于：本实施例中，第一加热件13的形状为圆盘形，圆盘形的第一加热件13靠近壳体10的进气口或感压薄膜11，圆盘形的第一加热件13与感压薄膜11平行，圆盘形的第一加热件13的下表面面向进气口。
49.本实施例通过将第一加热件13设计为圆盘形，并将其设置在靠近壳体10的进气口的位置，使得待测气体进入第二腔102内后，直接被第一加热件13加热至与第二腔102内的温度保持一致，或将其设置在靠近感压薄膜11的位置，在待测气体进入第二腔102内后向感压薄膜11流动的过程中被第一加热件13加热至与第二腔102内的温度保持一致，从而避免待测气体引起第二腔102内的温度变化。
50.具体地，圆盘形的第一加热件13由加热丝绕设而成，相邻的加热丝之间具有供待测气体通过的间隙，以使得第一加热件13对待测气体均匀加热。
51.实施例三本实施例与实施例二的区别在于：本实施例中，第一加热件13的数量为多个。
52.下面以第一加热件13的数量分别为两个和三个为例，具体说明结构及原理。
53.如图5及图6所示，第一加热件13的数量为两个。两个第一加热件13一上一下设置在第二腔102的内侧壁的支撑架15上，为了便于说明，将两个第一加热件13分别表示为上加热件及下加热件，上加热件位于下加热件的上方。上加热件的尺寸大于下加热件的尺寸，上述的尺寸是指第一加热件13在竖直方向投影得到的圆盘的直径，也就是说，上加热件在竖直方向的投影面积大于下加热件在竖直方向的投影面积，如此，保证待测气体到达感压薄膜11前被加热至与第二腔102内的温度一致，避免待测气体与感压薄膜11存在温差对感压薄膜11的应力造成影响。
54.具体地，上加热件的中心与下加热件的中心在一条直线上，上加热件在竖直方向的投影与下加热件在竖直方向的投影组成一个完整的圆盘形状，如此，使得上加热件与下加热件组成类似锥台形状的加热部，可以在保证加热效果的同时又节省加热丝。
55.如图7及图8所示，第一加热件13的数量为三个。三个第一加热件13由下至上间隔设置在第二腔102的内侧壁的支撑架15上，为了便于说明，将三个第一加热件13分别表示为上加热件、中加热件及下加热件，上加热件位于中加热件的上方，中加热件位于下加热件的上方。上加热件的尺寸大于中加热件的尺寸，中加热件的尺寸大于下加热件的尺寸，上述的尺寸是指第一加热件13在竖直方向投影得到的圆盘的直径，也就是说，上加热件在竖直方向的投影面积大于中加热件在竖直方向的投影面积，中加热件在竖直方向的投影面积大于下加热件在竖直方向的投影面积。
56.具体地，上加热件的中心、中加热件的中心及下加热件的中心在一条直线上，上加热件在竖直方向的投影、中加热件在竖直方向的投影及下加热件在竖直方向的投影组成一个完整的圆盘形状，如此，使得上加热件、中加热件及下加热件组成类似锥台形状的加热部，可以在保证加热效果的同时节省加热丝。
57.具体地，上加热件与中加热件之间的间隔与中加热件与下加热件之间的间隔相
等，以保证对待测气体的均匀加热。
58.同理，第一加热件13的数量也可以是四个、五个及六个等等，以此类推，具体的数量根据实际需要进行适应性选择即可，多个第一加热件13组成类似锥台形状的加热部或近似锥形的加热部，以实现良好的对待测气体加热的效果。
59.综上所述，本发明的消除薄膜应力的电容薄膜真空计，通过在第二腔102内设置第一加热件13的设计，使得第一加热件13对由壳体10的进气口进入第二腔102内的待测气体进行加热，从而使得待测气体的温度与第二腔102内的温度保持一致，减少待测气体引起第二腔102内的温度变化，从而减少温度变化对感压薄膜的应力的影响，进而提高电容薄膜真空计的测量精度。
60.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
61.以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。