CN100416250C - 小型化智能差压/压力变送器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型化智能差压/压力变送器，传感器测量组件上部密封固接电子盒，装有受压密封圈的传感器测量组件下部与压力法兰组件由螺栓固接在一起。传感器测量组件是在容室下面设有电容式差动压力传感器，温度传感器，两个传感器外面设有一组传感器保护环和焊环。电子盒左腔室内设有接线端子，左腔室上端装有磁性按钮，右腔室内装有印制电路板，印制电路板上安装有干簧管、连接有显示器件。可广泛应用于化工、石油、冶金、电站等部门，用于测量液体、气体和蒸汽的压力、液位、差压等热工基本参数。具有外形小巧精致、重量轻、进一步提高软硬件功能的潜力，并且能与多种过程仪表配合构成高质量的工业自动化控制系统。
Description
技术领域
本发明属于一种用电容量变化的原理来检测压力信号的差压/压力变送器，它广泛应用于化工、石油、冶金、电站等部门，用于测量液体、气体和蒸汽的压力、液位、差压等热工基本参数。
背景技术
变送器由差动电容膜盒构成的测量部件及由微处理器构成的电子检测放大与信号处理电路及由专用通信芯片构成的通信电路组成，在计算机程序(软件)的支持下完成所需的测量及通讯任务。
被测压力作用于差动电容膜盒测量部件的隔离膜片上，通过密封液(硅油)传递到差动电容膜盒的中心工作膜片上，使中心工作膜片产生位移，使两边的电容量发生变化。其电容量的变化由解调电路转换成电信号，该电讯号通过放大电路的检测，处理后输出与差动电容膜盒两边所加的差压成线性关系的标准4-20mA模拟信号及叠加的数字信号，在差动电容膜盒的内部，装有高精度的温度传感器，用于同时测量传感器(介质)的温度，该温度信号可以作数字量的检测信号输出，同时用于传感器本身的温度补偿，可以提高传感器温度补偿的效果。
随着科学技术的发展，在工业过程控制系统中，用户对用于现场检测的变送器的要求逐年提高，普遍要求现场使用的变送器造型小巧，外形美观，功能增强，可靠性提高，而现有的差压/压力变送器体积大、电容传感器组件制造成本高、功能单一，无法满足用户对用于现场检测的变送器的要求。
发明内容
本发明是要克服现有差压/压力变送器结构复杂、体积大、电容传感器组件制造成本高、功能单一等缺陷，提供一种具有独立检测功能的多功能差动电容传感器组件，便于装配、调试及通讯功能块变换的小型化变送器。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种小型化智能差压/压力变送器，传感器测量组件上部密封固接电子盒，装有受压密封圈的传感器测量组件下部与压力法兰组件由螺栓固接在一起。传感器测量组件是在容室下面设有电容式差动压力传感器和温度传感器，两个传感器外面设有一组传感器保护环和焊环。两个传感器的信号线经垫片与检测电路板连接；电子盒内部分为两个独立的腔室，左腔室内设有接线端子，左腔室上端装有由调试按钮和磁钢弹簧构成的磁性按钮，右腔室内装有印制电路板，印制电路板上安装有干簧管和连接有显示器件；电子盒其左侧腔室内的接线端子的引脚通向右侧腔室，引脚与腔室之间用环氧树脂密封，端子的引脚上焊接有连接器；印制电路板由螺钉紧固在电子盒上；显示器件由插座与印制电路板上的插针相连接，并由螺钉固定连接。
传感器测量组件内信号线经过的空腔中灌注有环氧树脂密封，电路板用螺钉与容室紧固连接，并用硅胶密封，安装在检测电路板上的连接器分别与输入、输出信号和电源相接。传感器测量组件内温度传感器是DS1820测温芯片，精度达±0.5℃。
电子盒左侧腔室端通过螺纹与装有密封圈的低盖密封固接。
电子盒右腔室端通过螺纹与由透明玻璃，密封圈、压紧圈、高盖组成显示端盖密封固接。
显示器件上设有4个按90度排列的插座和4个按90度排列的螺钉孔，可使显示器件按0度、90度、180度、270度四个不同的方向安装。
本发明的特点是：
1.可以根据用户的不同需要安装不同功能的的印制电路板(例如不同的通讯功能要求：HART、FF、PROFIBUS)，不需改动其他部件，为用户的调整功能的选择带来便利，同时也便于仪表制造厂生产，可降低生产成本。
2.在显示器件上设计有4个按90度排列的插座和4个按90度排列的螺钉孔，可使显示器件按0度、90度、180度、270度四个不同的方向安装，方便了用户使用。
3.由于采用干簧管作为通断开关，可以使该变送器采用电子盒密封腔室外用磁钢进行隔离式调整，提高了仪表的密封性能。
4.采用不同功能的智能数字电路，电路板按统一安装尺寸设计，单独做成一块电路，便于变送器的升级换代(CPU升级，软件升级、通讯协议变换等)，对仪表的功能变换带来方便。
5.在差动电容压力传感器内部安装有温度传感器(在实施例中采用了DS1820测温芯片，能将温度信号直接转换为数字信号输出，精度达±0.5℃)，便于取得介质的温度，及对压力传感器进行精确的温度补偿。
6.在电路设计中，该组件可将差动电容检测到的压力信号转换成模拟电压信号输出，可以直接作为检测信号使用，便于传感器的单独检测及适合于将来规模化生产，同时对增加、开拓小型化传感器的应用带来方便。也可作为各种用途的后级处理器的输入信号使用，拓宽了该组件的应用范围与领域。
本发明采用电容量变化的原理来检测压力信号的一种仪表，可广泛应用于化工、石油、冶金、电站等部门，用于测量液体、气体和蒸汽的压力、液位、差压等热工基本参数。具有外形小巧精致、重量轻、进一步提高软硬件功能的潜力，并且能与多种过程仪表配合构成高质量的工业自动化控制系统。
附图说明
图1是本发明的结构安装示意图；
图2是传感器测量组件结构示意图；
图3是显示器件上插座与螺钉孔位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，装有受压密封圈11的传感器组件10与压力法兰组件12经螺栓13连接在一起，在传感器组件10的上部装有电子盒3，采用螺纹连接，中间装有密封圈5，电子盒3的内部分为两个独立的腔室其左侧为接线端，内有接线端子14用于连接外部导线，其右侧为电子线路板安装室，其左侧腔室的接线端子14的引脚通向右侧腔室，引脚与腔室之间采用环氧树脂16密封，端子14的引脚上焊接有第一连接器9，用于与印制电路板8的连接，印制电路板8上安装有干簧管7，其导通和断开由安装在电子盒3上的调试按钮1与磁钢弹簧2构成的磁性按钮控制，用于变送器的零点与量程的调整，印制电路板8由螺钉17紧固在电子盒3上，印制电路板8上连接有显示器件18，显示器件18采用插座20与印制电路板8上的插针19相连接，用螺钉22固定，电子盒右腔室采用由透明玻璃6，密封圈5与压紧圈21高盖4组成的显示端盖，采用螺纹结构的低盖15与密封圈5将电子盒3的左腔室密封。
如图2所示，由电容式差动压力传感器42，温度传感器41与容室31及传感器保护环43经采用熔化焊接工艺形成的焊环44构成的传感器测量组件10，在该组件内部各传感器的信号线经垫片39与检测电路板33连接，在信号线经过的空腔中灌注有环氧树脂38密封，印制电路板33采用螺钉34紧固，并用硅胶32密封，由连接器45完成信号的输出及电源的输入。温度传感器41是DS1820测温芯片，精度达±0.5℃。
如图3所示，在显示器件18上设计有4个按90度排列的插座和4个按90度排列的螺钉孔，可使显示器件按0度、90度、180度、270度四个不同的方向安装，方便用户使用。
Claims (6)
1. 一种小型化智能差压/压力变送器，传感器测量组件(10)上部密封固接电子盒(3)，装有受压密封圈(11)的传感器测量组件(10)下部与压力法兰组件(12)由螺栓(13)固接在一起，其特征在于，所述传感器测量组件(10)是在容室(31)下面设有电容式差动压力传感器(42)和温度传感器(41)，两个传感器外面设有一组传感器保护环(43)和焊环(44)，两个传感器的信号线经垫片(39)与检测电路板(33)连接；所述电子盒(3)内部分为两个独立的腔室，左腔室内设有接线端子(14)，左腔室上端装有由调试按钮(1)和磁钢弹簧(2)构成的磁性按钮，右腔室内装有印制电路板(8)，印制电路板(8)上安装有干簧管(7)和连接有显示器件(18)；所述电子盒(3)左侧腔室内的接线端子(14)的引脚通向右侧腔室，引脚与腔室之间用环氧树脂密封，端子(14)的引脚上焊接有第一连接器(9)；印制电路板(8)由螺钉(17)紧固在电子盒(3)上；显示器件(18)由插座(20)与印制电路板(8)上的插针(19)相连接，并由螺钉(22)固定连接。
2. 根据权利要求1所述的小型化智能差压/压力变送器，其特征在于，所述传感器测量组件(10)内信号线经过的空腔中灌注有环氧树脂密封，检测电路板(33)用螺钉(34)与容室(31)紧固连接，并用硅胶(32)密封，安装在检测电路板(33)上的第二连接器(45)分别与输入、输出信号和电源相接。
3. 根据权利要求1所述的小型化智能差压/压力变送器，其特征在于，所述传感器测量组件(10)内温度传感器(41)是DS1820测温芯片，精度达±0.5℃。
4. 根据权利要求1所述的小型化智能差压/压力变送器，其特征在于，所述电子盒(3)右腔室端通过螺纹与由透明玻璃(6)、密封圈(5)、压紧圈(21)、高盖(4)组成的显示端盖密封固接。
5. 根据权利要求1所述的小型化智能差压/压力变送器，其特征在于，所述电子盒(3)左侧腔室端通过螺纹与装有密封圈(5)的低盖(15)密封固接。
6. 根据权利要求1或4所述的小型化智能差压/压力变送器，其特征在于，所述显示器件(18)上设有四个按90度排列的插座和四个按90度排列的螺钉孔，可使显示器件按0度、90度、180度、270度四个不同的方向安装。
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