CN102564679B - 一种管道压电式压力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力传感器。更具体地，本发明涉及一种管道压电式压力传感器。本发明中的管道压电式压力传感器包括导电材料制成的上压块、导电材料制成的下压块，其特征在于，在所述的上压块、下压块的相对面上分别带有相对的上、下凸台，所述上、下凸台上分别固定有上、下压电陶瓷片，在所述上、下压电陶瓷片上还分别固定有上、下柔性导电片；所述上、下压块的两端分别采用螺栓、螺母和位于所述上、下压块之间的支撑块固定并使所述上、下柔性导电片相距一预定距离。本发明中的管道压电式压力传感器可以通过调节支撑块的高度用于各种材料制成的各种管径管道的压力测量，灵敏度高，而且结构简单，使用方便。

Description

一种管道压电式压力传感器

技术领域

本发明涉及一种压力传感器。更具体地，本发明涉及一种管道压电式压力传感器。

背景技术

压电式传感器是基于压电效应的机电转换式传感器。由于其频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠、重量轻，其应用越越广泛，其中包括用于管道压力的精确测量。中国专利CN101644615 B公开了一种可变管径夹持式压力传感器，它由传感器主体、夹持环、敏感体、基座、夹紧装置、信号输出装置六部分组成，所述的感应压力的装置利用电荷可以叠加的原理，传感器以一定的预紧力卡夹在柴油发动机喷油泵与喷嘴之间的高压油管上，当发动机点火燃烧时，油管在高压油脉冲的作用下产生微小膨胀，从而挤压传感器敏感体产生电荷输出，其输出电荷经特制的差分电荷放大器转换放大后供二次仪表采集分析。这种压力传感器虽然可夹持在被测管道的外径上对管道压力进行测量，但其结构相当复杂，而且需要把被测管道作为一个电极使用，因此要求被测管道必须由导体如金属制成，对于非金属不导电材料制成的管道则不能使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夹持于管道外径用以测量管道压力的管道压电式压力传感器，这种压力传感器可用来准确测量各种管道的压力，而管道不仅仅局限于由导电材料制成，而对于由不导电材料制成的管道同样可以使用。

为实现上述目的，本发明中的管道压电式压力传感器包括导电材料制成的上压块、导电材料制成的下压块，其特征在于，在所述的上压块、下压块的相对面上分别带有相对的上、下凸台，所述上、下凸台上分别固定有上、下压电陶瓷片，在所述上、下压电陶瓷片上还分别固定有上、下柔性导电片；所述上、下压块的两端分别采用螺栓、螺母和位于所述上、下压块之间的支撑块固定并使所述上、下柔性导电片相距一预定距离。

在一种具体实施方式中，在所述上压块或下压块上连接有电极；在所述上、下柔性导电片上分别连接有电极。

在一种具体实施方式中，所述上压块、下压块由金属或金属合金制成，优选采用铝合金或不锈钢制成。

在一种具体实施方式中，所述柔性导电片采用金属或金属合金制成，优选采用铜、铝或不锈钢制成。

在一种具体实施方式中，所述压电陶瓷片通过树脂胶粘结在所述凸台上，所述柔性导电片通过树脂胶粘结在所述压电陶瓷片上。

在一种具体实施方式中，所述树脂胶为导电树脂胶。

在进一步的具体实施方式中，所述导电胶为掺有银粉的环氧树脂胶。

本发明中的管道压电式压力传感器可以通过调节支撑块的高度用于各种材料制成的各种管径管道的压力测量，灵敏度高，而且结构简单，使用方便。

附图说明

图1为本发明的一种管道压电式压力传感器的正视示意图。

具体实施方式

为更清楚地理解本发明，现结合附图对本发明作进一步说明。应该理解，附图中所描述的本发明的具体实施方式仅为说明本发明用，并不构成对本发明的限制。本发明的保护范围由所附的权利要求书进行限定。

应该理解，本发明的附图仅为说明本发明用，并非按比例和实际形状精确绘制，因此这些附图不应成为对本发明的限制。

图1示出了本发明一种管道压电式压力传感器的正视示意图。如图1所示，管道压电式压力传感器100包括上压块10、下压块20。上压块10、下压块20两端分别通过螺栓50、螺母60和支撑块30进行连接。

上压块10与下压块20相对的一面两侧分别带有凸台130。压电陶瓷片120固定于凸台130上，如采用粘结的方式粘结到凸台130上。由于上凸台要作为压电陶瓷片120的一个电极，因此，压电陶瓷片120与凸台130之间应该是导通的。例如，当采用粘结方式固定时，可采用树脂胶当应使被粘结物电导通。优选采用导电树脂胶进行粘结，如但不限于掺入银粉的环氧树脂胶。

在压电陶瓷片120上还固定有柔性导电片110，柔性导电片是指能够受力变形并将所承受力传递给所述压电陶瓷片的导电片。柔性导电片可采用金属或金属合金制成，如采用铜、铝或不锈钢制成。

类似地，在下压块20与上压块10相对一面两侧也带有凸台230，并在凸台230上固定（如通过导电胶粘结）有压电陶瓷片220，在压电陶瓷片220上固定（如通过树脂胶，或优选采用导电树脂胶粘结）有柔性导电片210。

通过调整支撑块30的高度，并在上、下压块10、20的两端采用螺栓50穿过支撑块30并与螺母60配合将上、下压块10、20固定并使所述上、下柔性导电片110、210相距一预定距离。当要测量一定外径的管道压力时，该预定距离应基本上为管道的外径尺寸。因此，如果要测量不同管径的管道压力，只需更换成相应尺寸的支撑块即可。

相应地，可在上压块10或下压块20上设置电极80，在上、下柔性导电片110、210上分别设置电极111、211以实现压力信号的输出。

设置凸台130、230的目的是为压电陶瓷片的变形留出相应的空间。

测量管道压力时，先将本发明的管道压电式压力传感器100卡在被测管道（图中未示出）的外径上，并用螺栓50预紧。这时上、下柔性导电片110、210分别与被测管道的外径接触。当管道有流体流过，就会对上压电陶瓷片120和下压电陶瓷环220产生压力。由于压电陶瓷材料的压电效应，产生的电荷就能通过连接在上压块10上的电极80和分别连接在上、下柔性导电片110、210上的电极111、211输出，连接到外部仪表，实现管道压力的测量。

由于上、下柔性导电层110、210为导电材料并可用于连接电极，因此本发明中的管道压电式压力传感器100可使用与各种材料制成的管道，并不仅仅局限于金属管道。

基于对本发明优选实施方式的描述，应该清楚，由所附的权利要求书所限定的本发明并不仅仅局限于上面说明书中所阐述的特定细节，未脱离本发明宗旨或范围的对本发明的许多显而易见的改变同样可能达到本发明的目的。

Claims (7)

1.一种管道压电式压力传感器，包括导电材料制成的上压块、导电材料制成的下压块，其特征在于，在所述的上压块、下压块的相对面上分别带有相对的上、下凸台，所述上、下凸台上分别固定有上、下压电陶瓷片，在所述上、下压电陶瓷片上还分别固定有上、下柔性导电片；所述上、下压块的两端分别采用螺栓、螺母和位于所述上、下压块之间的支撑块固定并使所述上、下柔性导电片相距一预定距离。

2.根据权利要求1所述的管道压电式压力传感器，其特征在于，在所述上压块或下压块上连接有电极；在所述上、下柔性导电片上连接有电极。

3.根据权利要求2所述的管道压电式压力传感器，其特征在于，所述上压块、下压块由金属或金属合金制成。

4.根据权利要求3所述的管道压电式压力传感器，其特征在于，所述柔性导电片采用铜、铝或不锈钢制成。

5.根据权利要求1-4任一项所述的管道压电式压力传感器，其特征在于，所述压电陶瓷片通过树脂胶粘结在所述凸台上，所述柔性导电片通过树脂胶粘结在所述压电陶瓷片上。

6.根据权利要求5所述的管道压电式压力传感器，其特征在于，所述树脂胶为导电树脂胶。

7.根据权利要求6所述的管道压电式压力传感器，其特征在于，所述导电树脂胶为掺有银粉的环氧树脂胶。