CN101922988B

CN101922988B - 具有一体化灌封式传感器的压力变送器

Info

Publication number: CN101922988B
Application number: CN2010102374650A
Authority: CN
Inventors: 石培飞
Original assignee: ZHEJIANG ODELI TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG ODELI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-07-27
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2030-07-27
Also published as: CN101922988A

Abstract

本发明涉及压力现场测量仪表，旨在提供一种具有一体化灌封式传感器的压力变送器。该压力变送器具有一个一体化灌封式传感器：包括一个具有中空法兰面的法兰，法兰面的前侧中部设凸出于法兰面的环柱状接口端；法兰面的后侧是中空的法兰本体，一个传感器安设于所述法兰本体内部的前端，传感器引出信号线接至信号处理单元；信号处理单元后端引出主电路连接导线并接至所述模块化主电路板；用于灌封的环氧树脂将信号处理单元密封固定于法兰本体内部的后端。本发明体积灵巧，安装更方便，并减少了现场安装附件，降低了现场安装成本。大大缩小维修时间，减少了维修的成本，带来极大的便利性和经济效益。

Description

具有一体化灌封式传感器的压力变送器

技术领域

本发明涉及压力现场测量仪表，更具体地说，本发明涉及一种具有一体化灌封式传感器的压力变送器。

背景技术

传感器部分、电子线路板部分、壳体部分是组成压力变送器的主要三大部分。

传统的压力变送器结构上有以下几个特点：

原压力同差压传感器一样采用金属电容传感器，引压部件采用双法兰结构，材料成本，外形体积，整机重量均与差压变送器相似，但现场只使用一侧法兰，造成成本上的浪费。

工业现场经常是灰尘较多、水气较重、甚至存在腐蚀性气体，如果不对电路进行防护处理，会影响到产品在工业现场的长期可靠性。在电子线路板的处理上，一般采用喷涂三防漆进行三防处理。采用三防漆处理后的电路板，对于一般的灰尘和静电具有比较好的防护效果，但是由于所有的元器件都外漏在PCB电路板上面，可能在安装或者拆卸电子部件过程中，由于磕碰、掉落等原因，造成电路板上元器件的损坏，从而导致电子部件故障。另外，由于三防漆通常是一层非常薄的保护层，在长时间的现场使用中，或者在电子部件的运输、安装过程中，都有可能由于碰撞、跌落等原因，造成此保护层局部破损，从而失去三防能力。

传统的变送器电子部件和传感器一一对应。如果将一个变送器的电子部件更换到另一个变送器上，就必须重新进行线性化、温度补偿等操作，这些操作不仅费时费力，在现场也无法进行。如果在某个现场，因为人为的原因，造成电子部件的故障，由于电子部件和传感器之间不能任意组合，就只能返厂维修，不仅会加大维修成本、延长维修时间，并且给现场用户带来不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种具有一体化灌封式传感器的压力变送器。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种具有一体化灌封式传感器的压力变送器，包括壳体和设于壳体内的模块化主电路板；该压力变送器具有一个一体化灌封式传感器；所述一体化灌封式传感器包括一个具有中空法兰面的法兰，法兰面的前侧中部设凸出于法兰面的环柱状接口端；法兰面的后侧是中空的法兰本体，一个传感器安设于所述法兰本体内部的前端，传感器引出信号线接至信号处理单元；信号处理单元后端引出主电路连接导线并接至所述模块化主电路板；用于灌封的环氧树脂将信号处理单元密封固定于法兰本体内部的后端。

作为一种改进，所述法兰本体的内壁上设靠近法兰面的第一平台和靠近法兰本体后端的第二平台，两个平台的表面均垂直于法兰的轴线方向；传感器的前端接于第一平台的表面，通过压紧螺母压紧并固定传感器；信号处理单元的前端接于第二平台的表面。

作为一种改进，所述环柱状接口端内部通孔表面一直向法兰主体后端延伸，直至与第一平台相接。

作为一种改进，所述环柱状接口端与法兰本体之间有一个过渡段，其内径小于第一平台的内径，过渡段的内壁与第一平台之间设过渡的斜面。设置该结构可加大受力面积。作为一种改进，所述法兰面上设置至少三个支架固定孔，支架固定孔内设螺纹。

作为一种改进，所述环柱状接口端的外侧相对设置平行的两道开口槽。

作为一种改进，所述法兰本体的前端设置壳体紧定槽；所述法兰本体上设置透气孔。

作为一种改进，所述法兰本体外部设壳体连接部，壳体连接部上设置螺纹；所述法兰本体外部设环形的密封槽，密封槽内置O形密封圈。

作为一种改进，所述环柱状接口端的外部或内部设螺纹。

作为一种改进，压力变送器中各电子线路板部分均采用模块化结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的压力变送器，实现了将传感器、信号处理单元及内置的存储器件直接用环氧树脂直接灌封为一整体。相比双法兰结构的原压力变送器，体积灵巧，安装更方便，并减少了现场安装附件，降低了现场安装成本。这样对部件进行更换后无需标定，只需要对电子单元进行简单的配置，即可满足现场的使用要求。大大缩小维修时间，减少了维修的成本。同时，由于电子部件和传感器是互换的，也可以减少现场备品备件的数量，从而给现场客户带来极大的便利性和经济效益。

本发明所有的主要芯片均被环氧树脂灌封在塑料壳中，暴露的很少的焊接管脚也进行了三防处理。一般性的碰撞、跌落根本不会影响到主电路的正常工作，不仅有效降低了现场灰尘、水气等可能对电路正常工作造成的影响，而且大大提高了电路板的抗震性，提高了仪表的现场可靠性。

附图说明

图1为实施例1中法兰的剖面图；

图2为传感器为扩散硅的法兰剖面图；

图3为图1中B向视图；

图4为实施例1一体化灌封式传感器的结构示意图；

图5为一体化式传感器(扩散硅传感器)的结构示意图；

图6为实施例1压力变送器的结构示意图；

图7为本发明核心电路的原理框图。

图8为实施例2中法兰的剖面图；

图9为传感器为扩散硅的法兰剖面图；

图10为图8中B向视图；

图11为实施例2灌封式传感器的结构示意图；

图12为灌封式式传感器(扩散硅传感器)的结构示意图；

图13为实施例2压力变送器的结构示意图。

图中的附图标记为：1.法兰面；2.接口端；3.螺纹；4.法兰本体；5.壳体连接部；6.密封槽；7.壳体紧定槽；8.透气孔；9.开口槽；10.支架固定孔；11.传感器；12.压紧螺母；13.信号处理单元；14.环氧树脂；15.主电路连接导线；16.主壳体；17.后盖；18.前盖；19.模块化电路板；20.穿心电容；21.接线端子；22.过渡段；23.第一平台；24.第二平台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

实施例1中压力变送器的法兰结构如图1至图3所示。

该法兰包括：中空的法兰面1，其前侧中部设凸出于法兰面的环柱状接口端2，接口端2的内部设螺纹3，外侧相对设置平行的两道开口槽9。法兰面上设置至少三个支架固定孔10，支架固定孔10内设螺纹。法兰面1的后侧是中空的法兰本体4，其外部设透气孔8、环形的壳体连接部5和环形密封槽6，密封槽6内置O形密封圈。法兰本体4外侧的前端设置壳体紧定槽7。法兰本体4的内壁上设靠近法兰面1的第一平台23和靠近法兰本体4后端的第二平台，两个平台的表面均垂直于法兰的轴线方向。接口端2与法兰本体4之间有一个过渡段22，其内径小于第一平台23的内径，过渡段22的内壁与第一平台23之间设过渡的斜面。设置该结构可以加大受力面积。

本实施例中，O形密封圈可选用丁腈橡胶材质。透气孔实现传感器参考值为大气压；壳体紧定槽7用于整机装配完成后，使用紧定螺丝将壳体固定于法兰本体4上；接口端2的内部设螺纹3用于现场过程连接，可选用1/2NPT或其它现场需要的连接方式；开口槽9主要为方便现场安装设计；支架固定孔10用来将整个压力变送器固定到现场支架上；壳体连接部5是传感器法兰本体4与壳体的过程连接。

图4、5是本实施例中法兰的应用实例，即一体化式传感器。

图4中，一个传感器11(可采用陶瓷电容传感器、扩散硅或其它)装在法兰本体4的内部，其前端接于第一平台23的表面，通过压紧螺母12将其压紧实现传感器11的固定。传感器11引出信号线，将检测到的信号输出到信号处理单元13。信号处理单元13也是装在法兰本体4的内部，其前端接于第二平台24的表面，其后端引出主电路连接导线15；主电路连接导线15连接模块化主电路板19上的插座，设计为方便的可拔插式。通过环氧树脂14将信号处理单元13灌封于法兰本体4上，实现一体化的传感器结构。

图6中是在安装压力变送器辅助部件及壳体后的结构示意图。

从图中可看出，压力变送器由一体化的传感器、壳体、及电路板组成，其中壳体由主壳体16、前盖18、后盖17组成。一体化的传感器经壳体连接部5上设置的连接螺纹与壳体装配连接；DC24V电源经接线端子后，通过穿芯电容20给模块化主电路板19供电；传感器11信息也由主电路连接导线15接到模块化主电路板19；在电子线路板部分采用模块化设计，将不同功能的电路设计成不同的模块，并分别对各个模块进行环氧树脂灌封。经过灌封的各个模块焊接到主电路后，再进行三防处理。

与实施例1相比，实施例2中的压力变送器具有以下区别：

接口端2的接口方式改为外螺纹；法兰本体4上的透气孔调整了位置，因剖面图方向的原因，在图8至图13中未显示。

除此之外，其余结构组成及工作方式均与实施例1相同。

应用本发明中一体化传感器产品，将传感器、信号处理单元及内置的存储器件直接用环氧树脂直接灌封为一整体。相比双法兰结构的原压力变送器，体积灵巧，安装更方便，并减少了现场安装附件，降低了现场安装成本。另由于内置了一个单独的存储器件，存储了和传感器相关的所有数据。模块化主电路板内部也有一个存储器件，保存了电子部件相关的量程、阻尼、单位、工位号等信息。这样对部件进行更换后无需标定，只需要对电子单元进行简单的配置，即可满足现场的使用要求。大大缩小维修时间，减少了维修的成本。同时，由于电子部件和传感器是互换的，也可以减少现场备品备件的数量，从而给现场客户带来极大的便利性和经济效益。

由于对各电子线路板部分均采用模块化设计，再分别对各个模块进行环氧树脂灌封后焊接到主电路后，再进行三防处理。采用此种方式，所有的主要芯片均被环氧树脂灌封在塑料壳中，暴露的很少的焊接管脚也进行了三防处理。一般性的碰撞、跌落根本不会影响到主电路的正常工作，不仅有效降低了现场灰尘、水气等可能对电路正常工作造成的影响，而且大大提高了电路板的抗震性，提高了仪表的现场可靠性。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种具有一体化灌封式传感器的压力变送器，包括壳体和设于壳体内的模块化主电路板，其特征在于，该压力变送器具有一个一体化式传感器；所述一体化式传感器包括一个具有中空法兰面的法兰，法兰面的前侧中部设凸出于法兰面的环柱状接口端；法兰面的后侧是中空的法兰本体，一个传感器安设于所述法兰本体内部的前端，传感器引出信号线接至信号处理单元；信号处理单元后端引出主电路连接导线并接至所述模块化主电路板；用于灌封的环氧树脂将信号处理单元密封固定于法兰本体内部的后端；

所述法兰本体的内壁上设靠近法兰面的第一平台和靠近法兰本体后端的第二平台，两个平台的表面均垂直于法兰的轴线方向；传感器的前端接于第一平台的表面，通过压紧螺母压紧并固定传感器；信号处理单元的前端接于第二平台的表面；

所述环柱状接口端内部通孔表面一直向法兰主体后端延伸，直至与第一平台相接。

2.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于，所述环柱状接口端与法兰本体之间有一个过渡段，其内径小于第一平台的内径，过渡段的内壁与第一平台之间设过渡的斜面。

3.根据权利要求1至2任意一项中所述的压力变送器，其特征在于，所述法兰面上设置至少三个支架固定孔，支架固定孔内设螺纹。

4.根据权利要求1至2任意一项中所述的压力变送器，其特征在于，所述环柱状接口端的外侧相对设置平行的两道开口槽。

5.根据权利要求1至2任意一项中所述的压力变送器，其特征在于，所述法兰本体的前端设置壳体紧定槽；所述法兰本体上设置透气孔。

6.根据权利要求1至2任意一项中所述的压力变送器，其特征在于，所述法兰本体外部设壳体连接部，壳体连接部上设置螺纹；所述法兰本体外部设环形的密封槽，密封槽内置O形密封圈。

7.根据权利要求1至2任意一项中所述的压力变送器，其特征在于，所述环柱状接口端的外部或内部设螺纹。

8.根据权利要求1至2任意一项中所述的压力变送器，其特征在于，压力变送器中各电子线路板部分均采用模块化结构。