Merit Sensor 提供完全校准的背面压力、苛刻介质压力传感器，可用于与硅、玻璃、陶瓷和焊料兼容的任何介质。 该传感器组件（TR 系列）设计用于与 O 形圈一起使用，从而在传感器背面形成面密封。

 

在设计 O 形环面密封时，需要评估许多技术考虑因素。 为了确保在第一轮开发中能够实现良好的设计，必须明确定义几个因素。 此信息对于后续材料选择（对于 O 形圈和将要插入的外壳）至关重要，并且在后续的尺寸和应力分析中将需要用到。

 

规格

温度规格

• 确定操作和存储条件的最低和最高最终使用温度。 使用温度是恒定的还是波动的？ 压力会不会同时变化？

 

 

 

压力规格

• 确定最小和最大使用压力。 压力是正面的、负面的还是正面和负面的组合？ 压力是波动的还是恒定的？ 温度会同时变化吗？

 

 

媒体规格

• 确定将与传感器接触的介质。 它们包含哪些化学物质？ 它们是否与硅、硼硅玻璃、96% 氧化铝陶瓷和焊料兼容？ 暴露条件是什么（温度、压力、持续时间、浓度等）一定要考虑传感器的两侧。 背面将暴露在苛刻的介质中。 正面将暴露于其他一些环境条件。 确保“顶面”免受恶劣介质的影响。

 

http://www.applerubber.com/src/pdf/chemical-compatibility.pdf

 

O 形圈选项

材料选项

• 应根据上述信息选择 O 形圈材料。 应根据最大使用压力和由此产生的包装应力来选择 O 形圈的柔软度。 软 O 形圈将提供非常柔顺的密封，这将导致非常低的诱导包装应力，但可能无法在高压下很好地密封。 相反，硬 O 形圈在高压下密封良好，但也可能引起高封装应力。 不同的 O 形圈材料具有不同的温度处理能力。 聚合物的玻璃化转变温度将限制 O 形环的较低功能操作温度。 聚合物开始分解或软化的温度将限制 O 形圈的功能温度上限。 查看不同 O 形圈聚合物的介质兼容性也很重要。 O 形圈的使用寿命和 O 形圈将经历的膨胀量会因 O 形圈材料和介质而异。 可能很难找到完全符合所有规格要求的材料。

 

http://www.applerubber.com/src/pdf/general-properties-of-orings.pdf

 

 

 

几何选项

• 选择材料后，接下来要考虑的是确定 O 形圈尺寸（外径和横截面）。 O 形圈应实现几个不同的目标。 O 形圈必须确保介质在最小和最大压力下不会泄漏。 O 形圈必须确保介质在最低和最高温度下不会泄漏。 应选择 O 形圈，以最大限度地减少压力和热循环过程中的封装应力积累。
• 有几种不同的 O 形圈几何形状可用于面密封。 他们每个人都有优点和缺点。 最常见且最具成本效益的 O 形圈几何形状是标准圆形横截面。 这种几何形状可用于正压和负压。 为了协助高压密封，可以使用垫环来防止出现挤出问题。 除圆形横截面外，还有“X”形和“U”形O形圈横截面。 “U”形 O 形圈有两种配置，可以用作面密封（面向内的通道用于正压应用，面向外的通道用于负压应用）。 “X”横截面适用于任一应用。

 

 

O 形圈压盖选项

反公猪腺

• 沉孔压盖是最常见的 O 形圈压盖。 设计和制造相对简单。 压盖深度和宽度可以根据特定的应用规格进行定制。 需要考虑的项目是挤压百分比、膨胀和热膨胀系数。

 

 

燕尾腺

• 燕尾式压盖是最复杂的 O 形环压盖。 设计难度大，制造成本高。 这种压盖设计的主要好处是它有助于在组装过程中将 O 形圈固定到位。 不建议用于小 O 形圈。 这种设计对挤压百分比、膨胀和热膨胀系数更加敏感。

 

建议的工程分析和验证

为确保 O 形圈在整个温度和压力使用范围内都能正确密封，应进行几种不同的分析。 重要的是查看静态力、动态力和温度对每个的影响。

 

静态和动态分析

• 计算随温度发生的尺寸变化很重要。 O 形圈的外径、内径和横截面直径应在最低和最高温度下计算。 应根据最低和最高温度计算压盖的宽度和深度。 应在每个极端情况下计算 O 形圈挤压，以确保压盖尺寸足够。 一定要考虑到 O 形圈材料在与 O 形圈接触的介质上的膨胀。 基于这些尺寸，可以估计封装上的零压力应力。
• 然后应使用静态模型来评估温度和压力变化期间的应力。 根据此分析的输出，可以选择 O 形圈尺寸、O 形圈材料和压盖尺寸的合适组合，以提供最佳解决方案。

 

由于每种应用都是温度、压力和介质的独特组合，因此建议客户进行验证测试，以确保 O 形圈材料、O 形圈横截面和压盖尺寸提供可靠的解决方案在最终应用中。