論如何提高傳感器的防護(hù)與密封效果

防護(hù)與密封是傳感器制作過程中的關(guān)建工序，防護(hù)與密封效果的好壞直接影響到傳感器的性能指標(biāo)及長(zhǎng)期穩(wěn)定性。尤其是在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，產(chǎn)品質(zhì)量就是企業(yè)的生命，傳感器也不例外。做好傳感器的防護(hù)與密封工作，是提高傳感器質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一。下面就傳感器防護(hù)與密封的重要性、影響防護(hù)與密封效果的因素、目前密封效果比較好的密封材料與密封工藝簡(jiǎn)單的介紹一下。

一、傳感器防護(hù)與密封的重要性                                            

防護(hù)與密封是稱重傳感器制造工藝過程中的關(guān)鍵工序，傳感器的防護(hù)密封效果不好，電阻應(yīng)變計(jì)和應(yīng)變粘接劑會(huì)很容易吸收空氣中的水分，很有可能導(dǎo)致應(yīng)變片絲柵間導(dǎo)通或絲柵腐蝕，同時(shí)亦可能引起粘貼的應(yīng)變片的基底、絲柵和基底間的粘接層等尺寸發(fā)生變化，造成絕緣電阻、粘接強(qiáng)度和剛度下降，而出現(xiàn)應(yīng)變片電阻值變化，引起傳感器零點(diǎn)漂移、絕緣不良甚至使傳感器失效，所以必須對(duì)傳感器進(jìn)行有效的防護(hù)與密封，以提高稱重傳感器的防潮、防水、防酶、防鹽霧等性能和抗振動(dòng)、抗沖擊的能力，進(jìn)一步提高傳感器的使用壽命。

二、影響傳感器防護(hù)與密封效果的因素

防護(hù)與密封在傳感器制造工藝中一般分兩次或三次進(jìn)行（次數(shù)根據(jù)傳感器的結(jié)構(gòu)或采用的涂覆膠類型而定），其中重要的有兩次：首先是在貼片檢查后或配線組橋后進(jìn)行應(yīng)變片防護(hù)密封處理，其目的就是防止電阻應(yīng)變計(jì)在傳感器制作過程中受潮，并對(duì)應(yīng)變片起到保護(hù)作用；其次是在完成各項(xiàng)電路補(bǔ)償與調(diào)整后進(jìn)行全面的防護(hù)與密封處理，通過盲孔灌封或膜片焊接密封使傳感器制作完成后的耐濕熱性能達(dá)到 GB/T7551《稱重傳感器》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的 “CH”或“SH”的濕熱試驗(yàn)要求。近兩年來膜片焊接密封得到了較為廣泛的推廣及應(yīng)用。但對(duì)于目前生產(chǎn)的鋁傳感器、雙孔平行梁結(jié)構(gòu)的鋼傳感器或其它不適宜膜片焊接結(jié)構(gòu)的傳感器等仍需采用膠封進(jìn)行傳感器的防護(hù)，嚴(yán)密精細(xì)的膠封同樣能保證傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

在傳感器的制作過程中，采用的防護(hù)密封膠類型、密封工藝及傳感器制作工藝等對(duì)傳感器的密封效果至關(guān)重要。下面就影響傳感器防護(hù)密封效果的因素分析如下：

1、密封膠對(duì)傳感器防護(hù)密封效果的影響

傳感器彈性體在配線組橋后和完成各項(xiàng)電路補(bǔ)償后均要進(jìn)行防潮防護(hù)密封，選擇合適類型的密封膠進(jìn)行傳感器的防護(hù)密封至關(guān)重要。目前進(jìn)行傳感器的防護(hù)密封可選用的密封膠種類較多，不同的密封膠所起到的防護(hù)密封效果是不同的。同時(shí)有些密封膠不僅起單純的密封防護(hù)作用，有可能對(duì)傳感器的溫度指標(biāo)、性能指標(biāo)及長(zhǎng)期穩(wěn)定性等都起一定的積極或破壞作用，從而進(jìn)一步影響了傳感器的精度等級(jí)和使用壽命等。

2、密封工藝對(duì)傳感器防護(hù)密封效果的影響

傳感器制作過程中的密封工藝不同，在傳感器上起到的密封效果亦不同，對(duì)傳感器的性能指標(biāo)亦有著不同程度的影響。采用不合理的密封工藝進(jìn)行傳感器防護(hù)密封，密封膠的密封性能很有可能失效，亦很有可能影響傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。我們?cè)?jīng)做過這樣的試驗(yàn)，采用不同的密封工藝進(jìn)行傳感器的涂覆密封，經(jīng)過濕熱對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用相同的密封膠兩種不同的涂覆工藝密封的傳感器分別出現(xiàn)了傳感器的濕熱性能達(dá)不到 GB/T7551《稱重傳感器》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中要求的情況和濕熱試驗(yàn)前后傳感器零點(diǎn)變化小于 GB/T7551《稱重傳感器》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中要求的十幾倍的情況，在這里密封工藝起到了不可否認(rèn)的關(guān)鍵作用。當(dāng)然密封工藝的制定要根據(jù)不同的密封膠類型、要仔細(xì)研究、認(rèn)真分析以及大量的試驗(yàn)才能確定。

3、傳感器制作過程中其它工藝過程的執(zhí)行對(duì)傳感器防護(hù)密封性能的影響

傳感器從彈性體加工完成后貼片至傳感器包裝有近十個(gè)工序，各工序工藝操作的正確性對(duì)傳感器的防護(hù)密封性能亦起著非常重要的作用。傳感器制作過程中的放置溫度、濕度，彈性體表面的防護(hù)、各工序操作間隔時(shí)間，工序操作過程中對(duì)涂覆膠的保護(hù)及破壞程度等，都有可能引起傳感器的防護(hù)密封性能降低。我們既使采用密封性能非常好的膠進(jìn)行傳感器密封，如果在操作過程中不注意保護(hù)密封層或者不嚴(yán)格執(zhí)行操作工藝，傳感器的密封性能都有可能遭到破壞。

三、如何保證和提高傳感器的防護(hù)密封效果

1、選擇合適的密封膠類型

要想保證和提高傳感器的防護(hù)密封效果，選擇合適優(yōu)良的密封膠是關(guān)鍵之一。如果密封膠本身的密封效果不好，既使采用的密封工藝對(duì)傳感器的密封性能也無(wú)濟(jì)于事。傳感器生產(chǎn)廠家對(duì)傳感器密封膠的要求一般具有以下幾個(gè)方面：1)、粘接性強(qiáng)；2)、防潮性能好；3)、絕緣性能好；4)、容易成形、彈性好；5)、分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，耐老化，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好；6)、操作、工藝簡(jiǎn)單；7)、使用溫度范圍大；8)、無(wú)毒或低毒、對(duì)操作者影響小等。膠的上述特點(diǎn)有的可比較直觀的發(fā)現(xiàn)，有的則需要通過傳感器制作及系列試驗(yàn)才能得以驗(yàn)證。

現(xiàn)就本人所知道的常用密封膠的類型簡(jiǎn)單的介紹一下：

國(guó)內(nèi)外目前常用的密封膠類型包括：美國(guó)公司的 3140 膠、734 膠，日本公司的 397 膠、KE45膠，南大 703 膠、704 膠等，還有一種半固態(tài)膠粘片 SB 在國(guó)外已得到較好的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)亦有類似產(chǎn)品生產(chǎn)使用，密封效果良好。3140 硅膠固化較快，常溫下即可進(jìn)行，防護(hù)效果較好，該硅膠亦適合真空作業(yè)，在航空領(lǐng)域應(yīng)用較廣；經(jīng)試驗(yàn)證明，新型半固態(tài)膠粘片 SB 不僅操作方便、具有良好的防潮密封性能，而且對(duì)傳感器的零點(diǎn)溫度性能亦有改善，該產(chǎn)品適合粘接在應(yīng)變計(jì)表面，但不可與油性灌封膠一起使用（兩者互溶）；適用于涂覆在應(yīng)變片表面的涂覆膠有：3140 硅膠、膠粘片等；3140 膠、KE45 膠、704 膠亦可用于高溫傳感器的制作；KE45、734 膠較粘接力特別強(qiáng)，適合粘接金屬蓋板或海綿。常用的盲孔灌封膠國(guó)內(nèi)外主要有：美國(guó)公司生產(chǎn)的盲孔灌封膠 527 膠、8882 透明膠，日本公司生產(chǎn)的盲孔多層灌封膠、雙組份灌封膠等。527 膠和 8882 膠固化后為透明果凍狀，采用后比較方便

傳感器的維修，密封效果亦不錯(cuò)，但表面較容易遭到外界破壞，采用后需加蓋板或防護(hù)罩進(jìn)行保護(hù)。中國(guó)國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的是聚胺酯灌封膠，如：國(guó)內(nèi)公司生產(chǎn)的 SZ-77 和 PR-1 密封膠等，由于該類型膠不依靠吸收空氣中的水分而固化，所以具有優(yōu)良的耐濕性、耐熱性和耐水解穩(wěn)定性，且使用中不易老化，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好。

目前在傳感器上使用的密封膠類型還有很多，密封效果亦較好，尤其是近兩年化工廠家研制出了不少的新類型密封膠，有條件的傳感器廠家可積極的進(jìn)行試驗(yàn)，選擇優(yōu)良的密封膠，以進(jìn)一步提高傳感器的防護(hù)密封效果，從而提高傳感器的使用壽命。

2、采用正確合理的密封工藝

我們?cè)谶x擇好密封膠后，還要根據(jù)不同膠的性能特點(diǎn)確定合理的密封工藝。比如密封操作所需要的溫濕度條件、密封膠的合適用量、密封膠的涂覆方法、雙組份膠的配比、固化溫度等等。為了選擇一種優(yōu)良的密封膠和合理的密封工藝，傳感器的密封性能試驗(yàn)是不可缺少的，這對(duì)于提高傳感器的技術(shù)指標(biāo)、提高傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性至關(guān)重要。常用的方法就是做傳感器濕熱對(duì)照試驗(yàn)，通過濕熱試驗(yàn)測(cè)試傳感器的零點(diǎn)變化和絕緣電阻值變化，一般做不同類型膠和采用不同密封工藝的傳感器濕熱對(duì)照正交試驗(yàn)，效果可更明顯。

3、保證傳感器其它工藝過程的工藝嚴(yán)密性

作為一種高精密電子產(chǎn)品，其每一步制作工藝必須做到非常嚴(yán)格，才能保證產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求，產(chǎn)品的防潮性能亦是如此。僅選擇了優(yōu)良的密封膠，制定了合理嚴(yán)密的密封工藝，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。只有各工序工藝內(nèi)容合理，操作者嚴(yán)格執(zhí)行工藝，傳感器的防護(hù)層才能不被破壞，密封性能才能得到更好的保障。在傳感器制作過程中既使是一微小的工藝操作不當(dāng)，其密封性能都有可能遭到極大的破壞。所以說傳感器制作過程中其它工藝過程的工藝執(zhí)行嚴(yán)密性對(duì)傳感器的密封性能亦是非常重要的。比如涂覆前彈性體表面的質(zhì)量及溫度要求、配線材在彈性體上的放置方式、貼片、配線至涂覆之間的時(shí)間間隔、涂覆后彈性體的放置方法等等，都要有嚴(yán)格的工藝要求及控制。

4、膜片焊接密封的合理工藝

目前膜片焊接密封在傳感器制作過程中得到了較為廣泛的應(yīng)用，尤其是不銹鋼傳感器的制作，膜片焊接密封已經(jīng)較為普遍，目前常用的焊接方式有氬弧焊、激光焊等。理論上認(rèn)為焊接密封是可靠的密封方法，但優(yōu)良的防護(hù)密封性能并不是僅靠采用先進(jìn)的焊接密封手段就能實(shí)現(xiàn)，膜片的材料選擇、外形設(shè)計(jì)、焊接方式、彈性體與膜片配合尺寸等，對(duì)密封效果都有著極大的影響。為保證膜片焊接后產(chǎn)品性能不受影響或影響較小，保證傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，我們選用的膜片材料要可焊性強(qiáng)，膜片形狀應(yīng)容易加工，焊后焊縫應(yīng)圓滑、均勻、氣密性好，焊接方式應(yīng)方便操作且能保證良好的焊接質(zhì)量，如果焊接方法及工藝不妥當(dāng)，密封效果很有可能會(huì)差于膠封。因此，為確定合理佳的焊接方式及焊接工藝，我們必須進(jìn)行多次焊接質(zhì)量的檢測(cè)和惰性氣體的檢漏對(duì)照試驗(yàn)。目前各傳感器廠家的技術(shù)人員已在膜片焊接設(shè)備、焊接工藝、膜片的設(shè)計(jì)及制作技術(shù)方面有了較深的研究，膜片焊接已經(jīng)成為一種較成熟的密封方式在傳感器制作中得到應(yīng)用。

四、小結(jié)

隨著世界及中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，傳感器在惡劣環(huán)境條件下得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用，不可避免的對(duì)傳感器的防潮防護(hù)性能亦提出了愈來愈高的要求，傳感器生產(chǎn)廠家必須高度重視和加強(qiáng)傳感器的密封與防護(hù)，提高傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，才能更好的滿足市場(chǎng)需求，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。