CN102954853B - 压力感测装置及其压力感测电路 - Google Patents

Abstract

一种压力感测电路是与一线圈电性连接，且该线圈位于一磁性件的磁力范围中；该压力值压力感测电路包含有一位移感测电路以及一转换电路，其中，该位移感测电路与该线圈电性连接，用以当该磁性件受一压力源的压力推动而使该线圈产生该感应电动势时，接收该感应电动势，并通过该感应电动势的值推算出该磁性件的位移量后输出；该转换电路与该位移感测电路电性连接，用以将该位移感测电路推算出的位移量转换成对应该位移量的电压信号输出。另外，本发明还提供有具有该压力感测电路的压力感测装置及其结构。

Description

压力感测装置及其压力感测电路

技术领域

本发明是与感测装置有关，更详而言之是指一种压力感测装置及其压力感测电路。

背景技术

一般而言，业界通常是利用U型管压力计、或是布顿式压力计(Bourdon-tube gage)等压力感测装置来量测如胎压、气压、水压等压力大小。

而上述的U型管压力计通常用水或水银做为管内的标准液体；当U型管两端开口不加压力时，其两管液面在同一水平面上。如两端存有压力差，则两管液柱高度将有高低差别，此液柱的高度差可适当的表现出U型管两端的压力差，以量测出压力源的压力大小。

而上述的布顿式压力表是将具椭圆形断面的铜合金薄管弯成圆弧形，而该铜合金薄管的一端密封且允许有活动伸展空间，其另一端不封闭且焊固于一管接头上。当气体或液体压力自管接头处引入时，会使弯管有向外伸展的趋势，该铜合金薄管末端经由一连杆牵引，使附有指针的扇形齿轮产生摆动。当铜合金薄管外圆周与内圆周受力的差等于弯管本身的弹力时，指针便会固定在刻度盘的某个位置上，其指向的刻度即表示出瓦斯气压大小。

然而，该U型管压力计不仅量测的精密度较低，且所使用的管体大多是利用玻璃材料制成，而容易有破碎及保存不便的疑虑；另外，该U型管压力计内部液体常因温度变化而改变体积导至量测时容易有误差产生。而该布顿式压力表的弯管的体积亦会随着环境或压力源温度变化而变化，且其弯管伸展一定次数后亦容易有金属疲乏的情型产生，而容易造成压力量测时的准确度降低。

是以，业界遂研发有一种压电式压力感测装置来改善上述的U型管压力计与布顿式压力表的缺点。该压电式压力感测装置是利用压电材料制成，当压电材料在受压力源的压力挤堆时，该压电材料体内的电偶极矩因受压缩而变短，此时，该压电材料为抵抗这变化会在该压电材料表面产生正负电荷以保持原状，由此便可通过量测该压电材料表面产生正负电荷的多寡精密地推算出该压力源的压力值。

然而，上述的压电式压力感测装置虽可改善已知压力感测装置低准确度以及易受温度影响的缺点，但因压电式压力感测装置是直接通过压力源施给压力予压电材料，在使用一段时间过后，该压电式压力感测装置容易有锈蚀、受潮或是毁损的情形。另外，为避免电气引燃的危险发生，该压电式压力感测装置亦不适用于易燃气体的压力量测上，而使得该压电式压力感测装置的可量测领域因此而受到限制。是以，综合以上所述可得知，现有的压力感测装置仍未臻完善，且尚有待改进之处。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种压力感测装置及其压力感测电路，不仅感测时具有较佳的准确度，且亦可适用于各种不同量测领域。

缘以达成上述目的，本发明所提供的压力感测装置包含有一壳体、一线圈、一磁性件以及一压力感测电路；其中，该壳体具有一探测孔，且该探测孔的一端用以与该压力源接触；该线圈是以导电材料制成，且设于该壳体上；该磁性件以可相对该线圈移动的方式设于该壳体中；该压力感测电路则与该线圈电性连接。

由此，当该磁性件通过该探测孔受该压力源的压力挤推而移动时，该线圈将受该磁性件移动时的磁力影响而产生相对应的感应电动势，该压力感测电路接收该感应电动势后，将通过该感应电动势的值推算出该磁性件的位移量，并依据该位移量转换成一对应该位移量的电压信号后输出。

另外，依据上述构思，该压力感测电路主要包含有一位移感测电路以及一转换电路，其中，该位移感测电路与该线圈电性连接，用以当该磁性件受该压力源的压力推动而使该线圈产生该感应电动势时，接收该感应电动势，并通过该感应电动势的值推算出该磁性件的位移量后输出；该转换电路与该位移感测电路电性连接，用以将该位移感测电路推算出的位移量转换成对应该位移量的该电压信号输出。

附图说明

为能更清楚地说明本发明，以下列举较佳实施例并配合附图详细说明如后，其中：

图1为本发明较佳实施例的结构图。

图2为本发明较佳实施例感测压力时的作动图。

图3为本发明压力感测电路的结构方块图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明较佳实施例的压力感测装置1是用依量测一压力源的压力大小，于本实施例中是量测一瓦斯管100内的瓦斯气压，但不以此为限。该压力感测装置1包含有一壳体10、一线圈20、一伸缩膜层25、一磁性件30、一弹簧35以及一压力感测电路40。其中：

该壳体10包含有一基座11、一封盖12以及一外壳13。该基座11上具有一探测孔111，且该探测孔111的一端用以与该瓦斯管100连通，而使该瓦斯管100中的瓦斯可通过该探测孔111引导进入该壳体10中。该封盖12是设于该基座上，且该封盖12具有一主体121以及一调整旋钮122，该主体121内部具有一容置空间121a，且该本体121上具有一与该容置空间121a连通的螺孔121b；该调整旋钮122设于该螺孔121b中。该外壳13则覆设于该封盖12上且遮蔽该封盖12。

该线圈20是以如铜、铁、银等导电材料制成。该线圈20是以环绕该容置空间121a周围的方式设置在该封盖12的主体121上。

该伸缩膜层25是以具伸缩效果的材料制成。该伸缩膜层25是套设于该基座11上，用以密封该探测孔111的另一端。且可受该瓦斯气压挤推而往该容置空间121a的方向伸展。

该磁性件30用以产生磁力，且以可相对该线圈20移动的方式设于该容置空间121a中，并与该伸缩膜25层连接。另外，于本实施例中，该磁性件30是以永久磁铁为例，但不以此为限，亦可使用电磁铁、磁石或是其它具有磁力的磁性件代替。

该弹簧35设于该容置空间121a中。该弹簧35一端与该调整旋钮122接抵、且另一端与该磁性件30接抵，以通过旋动该调整旋钮122推动该弹簧35来调整该磁性件30的位置。

由此，便可利用该探测孔111引导该瓦斯气压挤推该伸缩膜层25往该容置空间121a的方向伸展，藉以带动该磁性件30相对该线圈20移动(如图2)，且该磁性件30的移动幅度与该压力源的瞬间压力变化量成正比，而后，该磁性件30移动时的磁力变化，将使该线圈20产生相对应的感应电动势，且该线圈20所产生的感应电动势与步骤A.中的该磁性件30的移动幅度成正比。

而该压力感测电路40则设于该壳体10中，且位于该封盖12与该外壳13之间，并与该线圈20电性连接。请参阅图3，该压力感测电路40包含有一位移感测电路41、一与该位移感测电路41电性连接的转换电路42、一与该转换电路42电性连接的调整电路43、以及一与该调整电路43电性连接的输出端44。其中，该位移感测41电路与该线圈20电性连接，用以当该磁性件30受瓦斯压力推动而使该线圈20产生该感应电动势时，接收该感应电动势，并通过该感应电动势的值推算出该磁性件30的位移量。于本实施例中，该位移感测电路41主要是以磁耦合电路411与电磁感应电路412所组成，以利用与该线圈20磁耦合与电磁感应的方式推算出该感应电动势所代表的位移量，但不以此为限。

该转换电路42用以将该位移感测电路41推算出的位移量转换成对应该位移量的该电压信号，另外，为使该转换电路42转换输出的该电压信号能更加准确，该转换电路42中设有一滤波电路421，用以滤除会产生干扰、或信号浮动的不必要波段，而可使得该转换电路42转换输出的该电压信号能更加准确。

该调整电路43用以调整该转换电路42输出的电压信号。于本实施例中，该调整电路43主要是以乘法电路431与减法电路432所组成，用以对该转换电路42输出的电压信号分别进行归零、微调、放大等操作，但其电路设计并不以此为限。

该输出端口44用以将该调整电路43调整后的电压信号输出。

由此，使用者便可通过分析该输出端口44所输出的电压信号推得压力源的压力大小，举例来说，当压力源的压力增大时，该输出端口44所输出的电压信号将依预定比例增大，而当压力源的压力减弱时，该输出端口44输出的电压信号则依预定比例降低，而可使得使用者可通过该输出端口44所输出的电压信号大小推得该压力源的压力值。

另外，通过磁力变化产生感应电动势的方式可准确地感测到该磁性件30些微的移动幅度，而使得本发明的压力感测装置1可精确地推算出欲量测的压力值。

再者，本发明通过该伸缩膜层25密封该侦测孔111的设计，使得利用具有电气流动特性的该线圈20以及该压力感测电路40等构件，与待量测的压力源隔离来达到气电分离或是液电分离的效果，使得该压力感测装置1除可适用于普通的气、液体的压力量测外，亦可适用于具有易燃特性的气、液体的压力量测，而达到可适用于不同量测环境的目的。

以上所述仅为本发明较佳可行实施例而已，凡是应用本发明说明书及申请专利范围所为的等效结构及制作方法变化，理应包含在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种压力感测装置，用以感测一压力源的压力大小；该压力感测装置包含有：

一壳体，具有一探测孔与一容置空间，该探测孔的一端用以与该压力源接触；

一线圈，以导电材料制成，且设于该壳体上并环绕该空置空间；

一磁性件，以可相对该线圈移动的方式设于该壳体的空置空间中；

一压力感测电路，包含有一位移感测电路以及一转换电路，该位移感测电路与该线圈电性连接，该位移感测电路包含一磁耦合电路与一电磁感应电路；

由此，当该磁性件通过该探测孔受该压力源的压力挤推而移动时，该线圈将受该磁性件移动时的磁力影响而产生相对应的感应电动势，该位移感测电路接收该感应电动势，利用与该线圈磁耦合与电磁感应的方式推算出该磁性件的位移量后输出；该转换电路与该位移感测电路电性连接，用以将该位移感测电路推算出的位移量转换成对应该位移量的一电压信号后输出。

2.如权利要求1所述的压力感测装置，还包含有一设于该壳体中的伸缩膜层，其密封该探测孔的另一端，且位于该探测孔与该磁性件之间，并该磁性件连接；该伸缩膜层用以受该压力源的压力挤推而伸展带动该磁性件移动。

3.如权利要求1所述的压力感测装置，包含有一弹簧，其一端与该壳体接抵，而另一端则与该磁性件抵接；该磁性件受该压力源的压力挤推时往该弹簧的方向移动。

4.如权利要求3所述的压力感测装置，其中，该壳体包含有一基座以及一封盖；该基座上设有该探测孔；该封盖设于该基座上，且该封盖内部具有一容置空间；该磁性件与该弹簧皆设于该容置空间中。

5.如权利要求4所述的压力感测装置，其中，该封盖包含有一主体以 及一调整旋钮，该主体具有该容置空间以及一与该容置空间连通的螺孔；该调整旋钮螺设于该螺孔中，且与该弹簧的该端接抵，并可通过旋动该调整旋钮推动该弹簧来调整该磁性件的位置。

6.如权利要求5所述的压力感测装置，其中，该压力感测电路还包含有一调整电路，与该转换电路电性连接，用以调整该转换电路所输出的电压信号。

7.如权利要求6所述的压力感测装置，其中，该压力感测电路还包含有一输出端口，与该调整电路电性连接，用以将该调整电路调整后的电压信号输出。

8.一种压力感测电路，与一线圈电性连接，且该线圈位于一磁性件的磁力范围中；该压力值压力感测电路包含有：

一位移感测电路，与该线圈电性连接，用以当该磁性件受一压力源的压力推动而使该线圈产生一感应电动势时，接收该感应电动势；该位移感测电路包含一磁耦合电路与一电磁感应电路，利用与该线圈磁耦合与电磁感应的方式推算出该磁性件的位移量；以及

一转换电路，与该位移感测电路电性连接，用以依据该位移感测电路推算出的位移量输出一对应该位移量的电压信号输出。

9.如权利要求8所述的压力感测电路，还包含有一调整电路，与该转换电路电性连接，用以调整该转换电路输出的电压信号。

10.如权利要求9所述的压力感测电路，还包含有一输出端口，与该调整电路电性连接，用以将该调整电路调整后的电压信号输出。