論如何提高傳感器的防護與密封效果

防護與密封是傳感器制作過程中的關(guān)建工序，防護與密封效果的好壞直接影響到傳感器的性能指標(biāo)及長期穩(wěn)定性。尤其是在市場競爭日益激烈的今天，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。下面就傳感器防護與密封的重要性、影響防護與密封效果的因素、目前密封效果比較好的密封材料與密封工藝簡單的介紹一下。

一、傳感器防護與密封的重要性                                            

防護與密封是稱重傳感器制造工藝過程中的關(guān)鍵工序，傳感器的防護密封效果不好，電阻應(yīng)變計和應(yīng)變粘接劑會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，引起傳感器零點漂移、絕緣不良甚至使傳感器失效，所以必須對傳感器進行有效的防護與密封，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、抗沖擊的能力，進一步提高傳感器的使用壽命。

二、影響傳感器防護與密封效果的因素

防護與密封在傳感器制造工藝中一般分兩次或三次進行（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行應(yīng)變片防護密封處理，其目的就是防止電阻應(yīng)變計在傳感器制作過程中受潮，并對應(yīng)變片起到保護作用；其次是在完成各項電路補償與調(diào)整后進行全面的防護與密封處理，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到 GB/T7551《稱重傳感器》國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的 “CH”或“SH”的濕熱試驗要求。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行傳感器的防護，嚴(yán)密精細(xì)的膠封同樣能保證傳感器的長期穩(wěn)定性。

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

1、密封膠對傳感器防護密封效果的影響

傳感器彈性體在配線組橋后和完成各項電路補償后均要進行防潮防護密封，選擇合適類型的密封膠進行傳感器的防護密封至關(guān)重要。目前進行傳感器的防護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密封效果是不同的。同時有些密封膠不僅起單純的密封防護作用，有可能對傳感器的溫度指標(biāo)、性能指標(biāo)及長期穩(wěn)定性等都起一定的積極或破壞作用，從而進一步影響了傳感器的精度等級和使用壽命等。

2、密封工藝對傳感器防護密封效果的影響

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行傳感器防護密封，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期穩(wěn)定性。我們曾經(jīng)做過這樣的試驗，采用不同的密封工藝進行傳感器的涂覆密封，經(jīng)過濕熱對照試驗發(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不到 GB/T7551《稱重傳感器》國家標(biāo)準(zhǔn)中要求的情況和濕熱試驗前后傳感器零點變化小于 GB/T7551《稱重傳感器》國家標(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才能確定。

3、傳感器制作過程中其它工藝過程的執(zhí)行對傳感器防護密封性能的影響

傳感器從彈性體加工完成后貼片至傳感器包裝有近十個工序，各工序工藝操作的正確性對傳感器的防護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、各工序操作間隔時間，工序操作過程中對涂覆膠的保護及破壞程度等，都有可能引起傳感器的防護密封性能降低。我們既使采用密封性能非常好的膠進行傳感器密封，如果在操作過程中不注意保護密封層或者不嚴(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傳感器的密封性能也無濟于事。傳感器生產(chǎn)廠家對傳感器密封膠的要求一般具有以下幾個方面：1)、粘接性強；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，長期穩(wěn)定性好；6)、操作、工藝簡單；7)、使用溫度范圍大；8)、無毒或低毒、對操作者影響小等。膠的上述特點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才能得以驗證。

現(xiàn)就本人所知道的常用密封膠的類型簡單的介紹一下：

國內(nèi)外目前常用的密封膠類型包括：美國公司的 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 在國外已得到較好的應(yīng)用，目前國內(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，常溫下即可進行，防護效果較好，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，而且對傳感器的零點溫度性能亦有改善，該產(chǎn)品適合粘接在應(yīng)變計表面，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，適合粘接金屬蓋板或海綿。常用的盲孔灌封膠國內(nèi)外主要有：美國公司生產(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，但表面較容易遭到外界破壞，采用后需加蓋板或防護罩進行保護。中國國內(nèi)應(yīng)用較多的是聚胺酯灌封膠，如：國內(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行試驗，選擇優(yōu)良的密封膠，以進一步提高傳感器的防護密封效果，從而提高傳感器的使用壽命。

2、采用正確合理的密封工藝

我們在選擇好密封膠后，還要根據(jù)不同膠的性能特點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是不可缺少的，這對于提高傳感器的技術(shù)指標(biāo)、提高傳感器的長期穩(wěn)定性至關(guān)重要。常用的方法就是做傳感器濕熱對照試驗，通過濕熱試驗測試傳感器的零點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照正交試驗，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，還是遠遠不夠的。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)良的防護密封性能并不是僅靠采用先進的焊接密封手段就能實現(xiàn)，膜片的材料選擇、外形設(shè)計、焊接方式、彈性體與膜片配合尺寸等，對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，保證傳感器的長期穩(wěn)定性，我們選用的膜片材料要可焊性強，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，我們必須進行多次焊接質(zhì)量的檢測和惰性氣體的檢漏對照試驗。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)

隨著世界及中國經(jīng)濟的高速發(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，不可避免的對傳感器的防潮防護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傳感器的密封與防護，提高傳感器的長期穩(wěn)定性，才能更好的滿足市場需求，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。