CN103292938A

CN103292938A - 一种压力传感器

Info

Publication number: CN103292938A
Application number: CN2013100394297A
Authority: CN
Inventors: 王录民; 许启铿; 揣君; 阎磊; 王志山; 王振清; 付晓炎; 陈亚霖; 刘永超; 郭明利; 袁庆利; 戚迎花
Original assignee: 王录民
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明涉及一种压力传感器，适用于粮食压力测试，属于传感器领域，包括底板、侧板、套筒、弹簧、滑动电阻、销轴、导杆、顶板，底板与侧板焊接成一体，形成上表面开口的立方体，套筒固定在底板上表面，弹簧安装在套筒外侧，销轴和导杆固定在顶板下表面，销轴与套筒配合，顶板能够上下移动，滑动电阻固定在底板与顶板之间。粮食压力作用在传感器的顶板后引起弹簧变形，顶板向下移动，带动导杆向下移动，改变滑动电阻阻值，引起电压信号变化，进而实现压力感应。本发明提供的压力传感器利用弹簧大变形原理，且承压面积大，保证粮食散粒体可以均匀有效的作用到传感器的承压面上。具有结构简单、稳定性好、可靠性高，耐久性好、成本低廉的特点。

Description

一种压力传感器

技术领域

本发明涉及一种适用于粮食散粒体的压力传感器，属于传感器技术领域。

背景技术

粮食压力是进行粮仓结构设计和粮食运输设备设计的重要数据，现行规范中关于粮食压力的计算依据主要是Janssen公式（1895年德国学者Janssen提出的）和传统的土体压力计算理论，而进行足尺或是现场实际试验测试则较少。粮食作为一种典型的散体颗粒物质，粮堆底部的压力受粮仓仓壁摩擦力、粮食内部摩擦力等因素的影响，具有不同于固体和液体的连续介质特性；同时按照储粮工艺要求，粮食在储存过程中要进行熏蒸、通风，因此用于粮食压力测试的传感器其密封性、耐久性、稳定性要求较高。现有的压力传感器主要是用于岩土工程测试，更多的是偏向于定性监测，受其稳定性、一致性和可靠性的限制，不适用于粮食散粒体的压力测量。因此，发明一种适用于粮食散粒体的压力传感器是十分必要和迫切的。

发明内容

本发明的目的在于提供适用于粮食散粒体压力测试的传感器，具有稳定性好、可靠性高、耐久性好、结构简单、成本低的特点。

本发明的解决方案是：适用于粮食散粒体的压力传感器，包括底板、侧板、套筒、弹簧、滑动电阻、销轴、导杆、顶板。粮食压力作用在传感器的顶板后会引起弹簧变形，并通过销轴和套筒配合导向保证顶板的水平度，带动导杆上下移动，改变滑动电阻的阻值，引起电压信号发生变化，进而实现压力感应。本发明充分考虑粮食内部颗粒相互作用方式，保证粮食作用于压力传感器的承压面积足够大，利用弹簧具有大变形的特点，使粮食散粒体可以均匀有效的作用到传感器的承压面上，且稳定性和可靠性好。

本发明的特征在于压力传感器的顶板下表面固定垂直销轴，底板上表面固定垂直套筒，销轴和套筒相互配合起导向作用，保证顶板在粮食压力作用过程中的水平度。

本发明的特征还在于设置了销轴在套筒内最大行程，既能保证弹簧在弹性变形范围内工作，又能有效的保护滑动电阻。

本发明的特征还在于将弹簧套装在套筒外面，保证弹簧在粮食压力作用过程中的垂直度。

本发明的特征还在于将乳胶片覆盖整个顶板和侧板，用环氧树脂将乳胶片与侧板粘贴在一起，并用卡箍将乳胶片与侧板固定，防止粮食、灰尘等颗粒物质进入传感器内腔，影响传感器使用性能，并保证顶板能够实现上下自由移动。

本发明的特征还在于在传感器侧板底部位置设置导气管，能够在粮食压力作用过程中有效排除传感器内腔气体，保证传感器测量精准度。

本发明的特征还在于在滑动电阻的电压变化值通过数字电压表采集，可以直观显示电压，并方便与计算机连接。

本发明的特征还在于顶板尺寸大于25cm，消除粮食压力的尺寸效应，保证压力测试的有效性和稳定性。

附图说明

图压力传感器结构示意图

附图中：1为底板；2为侧板；3为套筒；4为弹簧；5为滑动电阻；6为钢卡；7为铸铁管；8为导线；9为导气管；10为数字电压表；11为销轴；12为螺钉；13为导杆；14为顶板；15为乳胶片；16为卡箍。

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。

本发明如附图所示为一种适用于粮食散粒体的压力传感器，包括底板1、侧板2、套筒3、弹簧4、滑动电阻5、钢卡6、铸铁管7、导线8、导气管9、数字电压表10、销轴11、螺钉12、导杆13、顶板14、乳胶片15、卡箍16，顶板14承受竖向粮食压力后引起弹簧4产生向下变形，带动导杆13向下移动，引起滑动电阻5的阻值改变，电压信号发生变化，进而实现压力感应。

如附图所示，底板1与三块侧板2焊接在一起，形成上表面和一个侧面开口的立方体，套筒3和销轴11通过工装加工，套筒3垂直焊接在底板1的上表面，销轴11垂直焊接在顶板14的下表面，弹簧4套装在套筒3的外面，套筒3的外径比弹簧4的内径小2mm，使弹簧4能上下自由移动，并限制其左右移动，保证弹簧4在粮食压力作用过程中的垂直度。

如附图所示，钢卡6通过螺钉固定于底板1的上表面，滑动电阻5置于两个钢卡6之间，通过钢卡6上的四个螺钉将滑动电阻5固定。顶板14的中心通过螺丝孔固定螺杆12，盖上顶板14，使销轴11正好进入套筒3内。导杆13的下端固定于滑动电阻5上，导杆13的上端通过上下两个螺帽固定于螺杆12上。

如附图所示，将导线8和导气管9在传感器的内腔固定，通过侧板的洞孔引出，穿进铸铁管7内。铸铁管7与固定在洞孔的连接接头连接，用密封胶将接头和洞孔处密封。

如附图所示，最后一块侧板2与底板1通过环氧树脂连接。乳胶片15覆盖整个顶板和侧板，用环氧树脂将乳胶片15与侧板2粘贴在一起，并用卡箍16将乳胶片与侧板固定，防止粮食、灰尘等颗粒物质进入传感器内腔，影响传感器使用性能。乳胶片15有足够的弹性，能够保证顶板上下自由移动。

压力传感器封装完毕后，在压力试验机上进行标定，根据标定曲线获得率定系数以及压力与电压之间的关系式，供测试使用。

Claims

1.一种压力传感器，包括底板1、侧板2、套筒3、弹簧4、滑动电阻5、销轴11、导杆13、顶板14，底板1与侧板2焊接成一体，形成上表面开口的立方体，其特征在于：套筒3固定在底板1上表面，弹簧4套装在套筒3外面，销轴11和导杆13固定在顶板下表面，销轴11与套筒3配合，顶板14能够上下移动，滑动电阻5固定在底板1与顶板14之间。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征是：压力传感器的顶板14下表面固定垂直销轴11，底板1上表面固定垂直套筒3，销轴11和套筒3相互配合起导向作用。

3.根据权利要求2所述的压力传感器，其特征是：设置了销轴11在套筒3内的行程限值。

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征是：乳胶片15覆盖整个顶板14和侧板2，用环氧树脂将乳胶片15与侧板2粘贴在一起，并用卡箍16将乳胶片15与侧板2固定。

5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征是：在传感器侧板2底部位置设置导气管9。

6.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征是：滑动电阻5的电压变化值通过数字电压表10采集。