專利名稱：半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外的各種傳感器，包括專利庫中2萬5千余種傳感器，其中有很多致力于傳感器的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，但是傳統(tǒng)的傳感器采用的傳感材料靈敏度低，所取得的信號(hào)必須經(jīng)過信號(hào)放大才能使用，導(dǎo)致傳感器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其在高溫高壓的作用下，測(cè)試數(shù)據(jù)偏移現(xiàn)象嚴(yán)重，無法在惡劣環(huán)境或者高溫高壓性況下進(jìn)行精密測(cè)試，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，其他的技術(shù)方面的改進(jìn)方案難以推進(jìn)，因此，傳感器的改進(jìn)，已經(jīng)成為美國等發(fā)達(dá)國家著重研究的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器的結(jié)構(gòu)。
上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，其組成包括外殼，所述的外殼內(nèi)裝有壓力傳感器和溫度傳感器，在所述的傳感器之間裝有二極管選擇開關(guān)，所述的二極管分別與壓力傳感器或者溫度傳感器串連，所述的傳感器是半導(dǎo)體高分子材料為敏感材料的傳感器。
上述的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，所述的壓力傳感器內(nèi)裝有壓力信號(hào)電極，所述的電極外側(cè)裝有電極調(diào)整固定螺栓，所述的信號(hào)電極端側(cè)覆有半導(dǎo)電高分子粉末制作的壓力敏感材料，所述的敏感材料外側(cè)裝有電極限位套，所述的信號(hào)電極與所述的調(diào)整固定螺栓之間夾有絕緣薄膜，壓力信號(hào)電極的另一端為壓力信號(hào)地電極。
上述的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，所述的溫度傳感器內(nèi)裝有溫度信號(hào)電極，所述的電極外側(cè)裝有電極調(diào)整固定螺栓，所述的信號(hào)電極端側(cè)覆有半導(dǎo)體高分子粉末制作的溫度傳感敏感材料，所述的敏感材料外側(cè)裝有電極限位套，所述的信號(hào)電極與所述的電極調(diào)整固定螺栓之間夾有絕緣薄膜，所述的溫度信號(hào)電極的另一端為溫度信號(hào)地電極。
上述的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，所述的二極管選擇開關(guān)的入口端裝有信號(hào)接線柱，所述的信號(hào)接線柱兩端裝有密封帽，所述的信號(hào)接線柱的外側(cè)裝有陶瓷絕緣。
上述的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，所述的溫度傳感器敏感材料與溫度信號(hào)電極之間裝有玻璃鋼絕緣，所述的壓力傳感器敏感材料與壓力信號(hào)電極之間裝有玻璃鋼絕緣。
這個(gè)技術(shù)方案有以下有益效果1.本發(fā)明的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，彈性元件的彈性系數(shù)與高分子粉末敏感材料的電阻及其隨壓力和溫度的變化相適應(yīng)，材料的溫度壓力敏感程度大，由此可獲得極高的測(cè)試靈敏度，無需信號(hào)放大電路，信號(hào)可以直接使用，直接測(cè)試溫度和壓力，簡(jiǎn)化了傳感器的結(jié)構(gòu)。
2.通過設(shè)置二極管開關(guān)，可以采用單根信號(hào)線回路同時(shí)測(cè)試壓力和溫度，正向加電壓時(shí)作為溫度傳感器，反向加電壓時(shí)作為壓力傳感器，一根直流載波導(dǎo)線即可完成雙向測(cè)試，大大的簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)降低了成本。在油田應(yīng)用時(shí)，潛油電泵的電纜不增加導(dǎo)線的情況下，即可完成測(cè)試。
3.本發(fā)明由于采用了新材料和新結(jié)構(gòu)，經(jīng)對(duì)比檢測(cè)，其使用壽命較質(zhì)量最好的美國或者英國傳感器，至少長(zhǎng)2倍以上，適應(yīng)溫度壓力范圍廣，性能價(jià)格比非常好。
4.本發(fā)明中采用的敏感材料的鎖緊結(jié)構(gòu)可調(diào)整敏感材料的電阻的初始狀態(tài)，并在處理工藝完成后起到長(zhǎng)期穩(wěn)定的固定作用，解決了負(fù)溫度系數(shù)和負(fù)壓力系數(shù)敏感材料的初始狀態(tài)的調(diào)整和固定的問題。
5.本發(fā)明的加工工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既可滿足敏感材料的的敏感特性和老化的要求，又能滿足傳感器的工藝處理過程的需要，也能適應(yīng)后續(xù)的裝配工藝或標(biāo)定過程，滿需了半導(dǎo)電高分子粉末作為敏感材料的壓力和溫度傳感器需要特殊的工藝處理過程和裝配工藝。
6.由兩只同樣結(jié)構(gòu)的傳感器配套，其中一只傳感器與外界壓力隔離，其電阻只隨溫度變化作為溫度傳感器，同時(shí)又作為壓力傳感器的零點(diǎn)，彌補(bǔ)了半導(dǎo)電高分子粉末敏感材料隨溫度變化太大的缺點(diǎn)，另一只傳感器的電阻既隨溫度變化又隨壓力變化作為壓力傳感器。
7.其中的壓力傳感器和溫度傳感器分別串接二極管且串接的極性相反，兩路并聯(lián)后一端作為信號(hào)引出端，另一端作為信號(hào)地端，這樣僅憑信號(hào)引出線和信號(hào)地線與二次儀表配合就可分別測(cè)出環(huán)境溫度和壓力，這在油田井下使用的情況下不需另外敷設(shè)單獨(dú)的信號(hào)線。
8.該傳感器的工作范圍廣泛，特別是能適合潛油電泵等井下壓力溫度測(cè)試，傳感器可以在井下高溫條件下工作，允許工作溫度為150℃，目前，世界上油井下的傳感器工作溫度最高的只能達(dá)到120℃。


附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，其組成包括外殼1，所述的外殼1內(nèi)裝有壓力傳感器15和溫度傳感器16，在所述的傳感器之間裝有二極管選擇開關(guān)包括正向二極管17和反向二極管18，所述的正向二極管17與溫度傳感器15相連，所述的反向二極管18與壓力傳感器16相連，所述的傳感器是半導(dǎo)體高分子材料為敏感材料的傳感器，所述的半導(dǎo)電高分子材料包括聚省醌自由基高分子材料，通常為黑色固體粉末材料，分子結(jié)構(gòu)為帶狀，分子軌道具有長(zhǎng)程共軛結(jié)構(gòu)，所以具有半導(dǎo)電性，其導(dǎo)電性隨溫度或壓力的變化呈指數(shù)形式，具有極高的靈敏度，其靈敏度比通常的溫敏或壓敏材料高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
實(shí)施例2上述的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，所述的壓力傳感器15內(nèi)裝有壓力信號(hào)電極5，所述的電極5外側(cè)裝有電極調(diào)整固定螺栓10，所述的信號(hào)電極5端側(cè)覆有半導(dǎo)電高分子粉末制作的壓力敏感材料7，所述的敏感材料7外側(cè)裝有電極限位套12，所述的信號(hào)電極5與所述的調(diào)整固定螺栓10之間夾有絕緣薄膜11，壓力信號(hào)電極5的另一端為壓力信號(hào)地電極9，所述的壓力傳感器信號(hào)電極9與電極限位套12之間裝有玻璃鋼絕緣。
上述的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，所述的溫度傳感器16內(nèi)裝有溫度信號(hào)電極4，所述的電極4外側(cè)裝有電極調(diào)整固定螺栓10，所述的信號(hào)電極4端側(cè)覆有半導(dǎo)體高分子粉末制作的溫度傳感敏感材料6，所述的敏感材料6外側(cè)裝有電極限位套12，所述的信號(hào)電極4與所述的電極調(diào)整固定螺栓10之間夾有絕緣薄膜11，所述的溫度信號(hào)電極4的另一端為溫度信號(hào)地電極8。所述的溫度傳感器信號(hào)電極4與電極限位套12之間裝有玻璃鋼絕緣，所述的壓力傳感器敏感材料與壓力信號(hào)電極之間裝有玻璃鋼絕緣14。
實(shí)施例3上述實(shí)施例所述的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，所述的二極管選擇開關(guān)的入口端裝有信號(hào)接線柱3，所述的信號(hào)接線柱3分別與溫度信號(hào)電極4和壓力信號(hào)電極5相連接，所述的信號(hào)接線柱3的外側(cè)裝有陶瓷絕緣2。所述的信號(hào)接線柱3外側(cè)的陶瓷絕緣2的兩端分別裝有上密封帽13、下密封帽14。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，其組成包括外殼，其特征是所述的外殼內(nèi)裝有壓力傳感器和溫度傳感器，在所述的傳感器之間裝有二極管選擇開關(guān)，所述的二極管分別與壓力傳感器或者溫度傳感器串連，所述的傳感器是半導(dǎo)體高分子材料為敏感材料的傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，其特征是所述的壓力傳感器內(nèi)裝有壓力信號(hào)電極，所述的電極外側(cè)裝有電極調(diào)整固定螺栓，所述的信號(hào)電極端側(cè)覆有半導(dǎo)電高分子粉末制作的壓力敏感材料，所述的敏感材料外側(cè)裝有電極限位套，所述的信號(hào)電極與所述的調(diào)整固定螺栓之間夾有絕緣薄膜，壓力信號(hào)電極的另一端為壓力信號(hào)地電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，其特征是所述的溫度傳感器內(nèi)裝有溫度信號(hào)電極，所述的電極外側(cè)裝有電極調(diào)整固定螺栓，所述的信號(hào)電極端側(cè)覆有半導(dǎo)體高分子粉末制作的溫度傳感敏感材料，所述的敏感材料外側(cè)裝有電極限位套，所述的信號(hào)電極與所述的電極調(diào)整固定螺栓之間夾有絕緣薄膜，所述的溫度信號(hào)電極的另一端為溫度信號(hào)地電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，其特征是所述的二極管選擇開關(guān)的入口端裝有信號(hào)接線柱，所述的信號(hào)接線柱兩端裝有密封帽，所述的信號(hào)接線柱的外側(cè)裝有陶瓷絕緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，其特征是所述的溫度傳感器敏感材料與溫度信號(hào)電極之間裝有玻璃鋼絕緣，所述的壓力傳感器敏感材料與壓力信號(hào)電極之間裝有玻璃鋼絕緣。
全文摘要
半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器。目前，國內(nèi)外還沒有由半導(dǎo)電高分子粉末作為敏感材料做壓力和溫度傳感器，本發(fā)明在世界上屬首創(chuàng)。半導(dǎo)電高分子材料壓力和溫度傳感器，組成包括外殼1，所述的外殼1內(nèi)裝有壓力傳感器15和溫度傳感器16，在所述的傳感器之間裝有二極管選擇開關(guān)包括正向二極管17和反向二極管18，所述的正向二極管17與壓力傳感器15相連，所述的反向二極管18溫度傳感器16相連，所述的傳感器是半導(dǎo)體高分子材料為敏感材料的傳感器，所述的半導(dǎo)電高分子材料包括聚省醌自由基高分子材料。本產(chǎn)品用于高溫高壓條件下包括油田潛油電泵井下的壓力溫度監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)E21B47/06GK1654939SQ20051000973
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者范勇, 雷清泉 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)