CN103674401A - 水泵压力检测装置和水泵压力传感器 - Google Patents
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Abstract
水泵压力检测装置,包括水泵压力传感器和压力检测电路;水泵压力传感器包括壳体、弹性膜片、磁芯、电感线圈、弹簧、电感套筒和调节阀;壳体设有第一容腔和第一贯通孔;电感套筒设有第二容腔和第二内螺纹孔;弹性膜片位于壳体的第一容腔底部;电感套筒下部插入在壳体的第一容腔内并压住弹性膜片;弹簧位于电感套筒的第二容腔内;电感线圈固定在电感套筒的第二容腔内壁上,其引出线从第二容腔内穿出与压力检测电路电连接;磁芯可轴向移动地位于电感线圈的内腔中,其下端面与弹性膜片相接触,其上端面与弹簧下端相接触;调节阀下端拧入电感套筒的第二内螺纹孔内并与弹簧上端相接触。本发明水泵压力检测装置结构简单、成本低、检测准确和可靠性高。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种传感器,特别是涉及一种压力传感器,尤其是涉及用于水泵上的压力传感器。
【背景技术】
现有技术的压力传感器包括机械式压力传感器和传统电子式压力传感器，其中机械式压力传感器结构复杂，加工成本高，还有压力检测不准确的缺点。而传统电子式压力传感器加工要求高，使用复杂的压力检测电路而导致成本也高。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种水泵压力检测装置和水泵压力传感器,具有结构简单、成本低、检测准确和可靠性高的优点。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：
提供一种水泵压力检测装置,包括水泵压力传感器及其压力检测电路;所述水泵压力传感器包括壳体、弹性膜片、磁芯、电感线圈、弹簧、电感套筒和调节阀;所述壳体上部设有第一容腔,而下部则设有与所述第一容腔相连通的第一贯通孔;所述电感套筒下部设有第二容腔,而上部则设有与所述第二容腔相连通的第二内螺纹孔;所述弹性膜片位于所述壳体的第一容腔底部;所述电感套筒下部插入在所述壳体的第一容腔内,其下端面压住所述弹性膜片,该弹性膜片还可起到密封的作用,即可使所述电感套筒与所述壳体的第一容腔之间的密封性能好,水不会从此处漏出;所述弹簧可伸缩地位于所述电感套筒的第二容腔内;所述电感线圈固定在所述电感套筒的第二容腔下端口内壁上,其引出线从所述电感套筒的第二容腔内穿出与所述压力检测电路电连接;所述磁芯可轴向移动地位于所述电感线圈的内腔中,所述磁芯下端面与所述弹性膜片相接触,该磁芯上端面与所述弹簧下端相接触;所述调节阀下端设有与所述电感套筒的第二内螺纹孔相适配的第二外螺纹,所述调节阀下端拧入所述电感套筒的第二内螺纹孔内,该调节阀下端面与所述弹簧上端相接触。
工作时,水从所述壳体下端的第一贯通孔进入,水的压力迫使所述弹性膜片产生往所述磁芯方向突起的形变,该弹性膜片的形变推动所述磁芯往上移动而压缩所述弹簧,因所述磁芯偏离所述电感线圈的移位,磁链减少,导致所述电感线圈的电感量也减少,所述压力检测电路据此计算出水的实际压力大小,从而给出相应的控制信号输出给水泵。
所述壳体的第一容腔内壁设有第一内螺纹,所述电感套筒下部设有与所述第一内螺纹相适配的第一外螺纹,这样所述电感套筒下部通过螺纹啮合固紧在所述壳体的第一容腔内。
所述弹性膜片的材料为橡胶。
所述弹簧用具有记忆特性的合金材料制成;如所述弹簧采用一种铍青铜制成。
所述壳体的第一贯通孔下端设有与水泵压力检测口相适配的第三内螺纹。
所述压力检测电路包括与所述水泵压力传感器电连接的压力信号检测及处理模块和与所述压力信号检测及处理模块电连接的控制模块,以及为所述压力信号检测及处理模块和控制模块提供电力的电源模块。
所述压力信号检测及处理模块包括六反相器U6,该六反相器U6的型号为CD4069;所述控制模块包括单片微处理器U4,该单片微处理器U4的型号为PIC16F690。所述压力信号检测及处理模块接收到所述水泵压力传感器的电感线圈之电感量变化的信息,导致所述控制模块内的单片微处理器U4之振荡器的谐振频率改变,从而计算出水的实际压力大小,并给出相应的控制信号输出给水泵。
还提供一种水泵压力传感器,包括壳体、弹性膜片、磁芯、电感线圈、弹簧、电感套筒和调节阀;所述壳体上部设有第一容腔,而下部则设有与所述第一容腔相连通的第一贯通孔;所述电感套筒下部设有第二容腔,而上部则设有与所述第二容腔相连通的第二内螺纹孔;所述弹性膜片位于所述壳体的第一容腔底部;所述电感套筒下部插入在所述壳体的第一容腔内,其下端面压住所述弹性膜片,该弹性膜片还可起到密封的作用,即可使所述电感套筒与所述壳体的第一容腔之间的密封性能好,水不会从此处漏出;所述弹簧可伸缩地位于所述电感套筒的第二容腔内;所述电感线圈固定在所述电感套筒的第二容腔下端口内壁上,其引出线从所述电感套筒的第二容腔内穿出与所述压力检测电路电连接;所述磁芯可轴向移动地位于所述电感线圈的内腔中,所述磁芯下端面与所述弹性膜片相接触,该磁芯上端面与所述弹簧下端相接触;所述调节阀下端设有与所述电感套筒的第二内螺纹孔相适配的第二外螺纹,所述调节阀下端拧入所述电感套筒的第二内螺纹孔内,该调节阀下端面与所述弹簧上端相接触。
同现有技术相比较，本发明水泵压力检测装置和水泵压力传感器之有益效果在于：
1、水泵压力传感器零部件少、结构简单、成本低和可靠性高;
2、采用简单的压力检测电路,成本低,而且检测准确和可靠性高;
3、还专门设置有用于设定水泵压力传感器之初始压力值的调节阀,使其适用范围更广;
4、弹簧用具有记忆特性的合金材料制成,弹性好,寿命长。
综上所述,本发明水泵压力传感装置和水泵压力传感器具有结构简单、成本低、检测准确和可靠性高的优点。
【附图说明】
图1是本发明水泵压力检测装置之水泵压力传感器的轴测投影示意图；
图2是所述水泵压力传感器另一个方向的轴测投影示意图；
图3是所述水泵压力传感器分解后的轴测投影示意图；
图4是所述水泵压力传感器的正投影主视剖视示意图；
图5是本发明水泵压力检测装置的简明原理电路方框示意图；
图6是所述水泵压力检测装置的压力检测电路200之电源模块230的电路示意图;
图7是所述水泵压力检测装置的压力检测电路200之压力信号检测及处理模块210和控制模块220的电路示意图。
【具体实施方式】
下面结合各附图对本发明作进一步详细说明。
参见图1至图7,一种水泵压力检测装置,包括水泵压力传感器100及其压力检测电路200;所述水泵压力传感器100包括壳体110、弹性膜片120、磁芯130、电感线圈140、弹簧150、电感套筒160和调节阀170;所述壳体110上部设有第一容腔111,而下部则设有与所述第一容腔111相连通的第一贯通孔112;所述电感套筒160下部设有第二容腔161,而上部则设有与所述第二容腔161相连通的第二内螺纹孔162;所述弹性膜片120位于所述壳体110的第一容腔111底部;所述电感套筒160下部插入在所述壳体110的第一容腔111内,其下端面163压住所述弹性膜片120,该弹性膜片120还可起到密封的作用,即可使所述电感套筒160与所述壳体110的第一容腔111之间的密封性能好,水不会从此处漏出;所述弹簧150可伸缩地位于所述电感套筒160的第二容腔161内;所述电感线圈140固定在所述电感套筒160的第二容腔161下端口内壁上,其引出线141从所述电感套筒160的第二容腔161内穿出与所述压力检测电路200电连接;所述磁芯130可轴向移动地位于所述电感线圈140的内腔中,所述磁芯130下端面与所述弹性膜片120相接触,该磁芯130上端面与所述弹簧150下端相接触;所述调节阀170下端设有与所述电感套筒的第二内螺纹孔162相适配的第二外螺纹,所述调节阀170下端拧入所述电感套筒的第二内螺纹孔162内,该调节阀170下端面172与所述弹簧150上端相接触。所述电感线圈140可以直接固定在所述电感套筒160的第二容腔161下端口内壁上,也可以在骨架上绕制好电感线圈140后,将骨架固定在在所述电感套筒160的第二容腔161下端口内壁上。调节阀170的作用是,设定水泵压力传感器100的初始压力值。
工作时,水从所述壳体110下端的第一贯通孔112进入,水的压力迫使所述弹性膜片120产生往所述磁芯130方向突起的形变,该弹性膜片120的形变推动所述磁芯130往上移动而压缩所述弹簧150,因所述磁芯130偏离所述电感线圈140的移位,磁链减少,导致所述电感线圈140的电感量也减少,所述压力检测电路200据此计算出水的实际压力大小,从而给出相应的控制信号输出给水泵。
参见图1至图4,所述壳体110的第一容腔111内壁设有第一内螺纹,所述电感套筒160下部设有与所述第一内螺纹相适配的第一外螺纹,这样所述电感套筒160下部通过螺纹啮合固紧在所述壳体110的第一容腔111内。
所述弹性膜片120的材料为橡胶。
所述弹簧150用具有记忆特性的合金材料制成;如所述弹簧150采用一种铍青铜制成。
参见图1、图3和图4,所述壳体110的第一贯通孔112下端设有与水泵压力检测口相适配的第三内螺纹1121。
参见图5至图7,所述压力检测电路200包括与所述水泵压力传感器100电连接的压力信号检测及处理模块210和与所述压力信号检测及处理模块210电连接的控制模块220,以及为所述压力信号检测及处理模块210和控制模块220提供电力的电源模块230。
参见图5至图7,所述压力信号检测及处理模块210包括六反相器U6,该六反相器U6的型号为CD4069;所述控制模块220包括单片微处理器U4,该单片微处理器U4的型号为PIC16F690。所述压力信号检测及处理模块210接收到所述水泵压力传感器100的电感线圈140之电感量变化的信息,导致所述控制模块220内的单片微处理器U4之振荡器的谐振频率改变,从而计算出水的实际压力大小,并给出相应的控制信号输出给水泵。
图6是所述压力检测电路200之电源模块230的具体电路图,图中J5是接线端子,用来接输入的交流电压,F2是一个5安培的熔断器,B2是整流桥,U3是三端稳压器,其型号为7805,该电源模块230将220伏的交流电压转换成5伏的直流电源,该5伏的直流电源提供给所述压力信号检测及处理模块210和控制模块220使用。
图7的标号210是所述压力检测电路200之压力信号检测及处理模块的具体电路图,图中J9是接线端子,用来接压力传感器100的电感线圈140,即电感线圈140的两根引出线141分别与接线端子J9的第1脚和第2脚电连接;六反相器U6的型号为CD4069;六反相器U6输入端之第1脚、第3脚和第5脚接地,其相应的输出端之第2脚、第4脚和第6脚悬空,第7脚接地,第14脚接5伏的直流电源,第8脚与13脚短接,第8脚还通过电阻R39与接线端子J9的第1脚电连接,第8脚与第10脚之间串联有电阻R38和电容C10,第9脚电连接在电阻R38和电容C10之间,接线端子J9的第1脚与11脚之间串联有电阻R36和电容C9,第10脚与第11脚之间还串联有电阻R37,第12脚与地之间串联有电阻R35和电容C8,电阻R35和电容C8之间电连接到控制模块220,具体是电连接到控制模块220的单片微处理器U4的第10脚。
图7的标号220是所述压力检测电路200之控制模块的具体电路图,图中J7和8都是接线端子,其中接线端子J7用来电连接显示模块240,该显示模块240可用来显示水泵压力检测装置的各参数,接线端子J8是输出端子,将所述压力检测电路200的控制信号输出给水泵,用来控制水泵的工作;单片微处理器U4的型号为PIC16F690; 单片微处理器U4的第1脚接5伏的直流电源,第20脚接地,第1脚和第20脚之间还电连接有电容C6;第2脚与第3脚之间串联有压电晶体XT1;第4脚通过串联的两电阻R19和R17接5伏的直流电源,两电阻R19和R17之间还通过电容C7接地;第5脚通过电阻R21接地,第6脚通过串联的两电阻R24和R34接5伏的直流电源,两电阻R24和R34之间接输出端子J8的第2脚,输出端子J8的第1脚接地;第7脚、第8脚和第9脚分别通过电阻R26、电阻R28和R30后与接线端子J7的第2脚、第3脚和第4脚电连接,接线端子J7的第1脚接5伏的直流电源;单片微处理器U4的第10脚与压力信号检测及处理模块210电连接,具体是电连接到压力信号检测及处理模块210的电阻R35和电容C8之间;第11脚、第12脚、第13脚、第14脚、第15脚、第16脚、第17脚、第18脚和第19脚分别通过电阻R32、电阻R31、电阻R29、电阻R27、电阻R25、电阻R22、电阻R20、电阻R18和R16后接地。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围;因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种水泵压力检测装置,包括水泵压力传感器(100)及其压力检测电路(200);其特征在于：
所述水泵压力传感器(100)包括壳体(110)、弹性膜片(120)、磁芯(130)、电感线圈(140)、弹簧(150)、电感套筒(160)和调节阀(170);所述壳体(110)上部设有第一容腔(111),而下部则设有与所述第一容腔(111)相连通的第一贯通孔(112);所述电感套筒(160)下部设有第二容腔(161),而上部则设有与所述第二容腔(161)相连通的第二内螺纹孔(162);所述弹性膜片(120)位于所述壳体(110)的第一容腔(111)底部;所述电感套筒(160)下部插入在所述壳体(110)的第一容腔(111)内,其下端面(163)压住所述弹性膜片(120);所述弹簧(150)可伸缩地位于所述电感套筒(160)的第二容腔(161)内;所述电感线圈(140)固定在所述电感套筒(160)的第二容腔(161)下端口内壁上,其引出线(141)从所述电感套筒(160)的第二容腔(161)内穿出与所述压力检测电路(200)电连接;所述磁芯(130)可轴向移动地位于所述电感线圈(140)的内腔中,所述磁芯(130)下端面与所述弹性膜片(120)相接触,该磁芯(130)上端面与所述弹簧(150)下端相接触;所述调节阀(170)下端设有与所述电感套筒的第二内螺纹孔(162)相适配的第二外螺纹,所述调节阀(170)下端拧入所述电感套筒的第二内螺纹孔(162)内,该调节阀(170)下端面(172)与所述弹簧(150)上端相接触;
工作时,水从所述壳体(110)下端的第一贯通孔(112)进入,水的压力迫使所述弹性膜片(120)产生往所述磁芯(130)方向突起的形变,该弹性膜片(120)的形变推动所述磁芯(130)往上移动而压缩所述弹簧(150),因所述磁芯(130)偏离所述电感线圈(140)的移位,磁链减少,导致所述电感线圈(140)的电感量也减少,所述压力检测电路(200)据此计算出水的实际压力大小,从而给出相应的控制信号输出给水泵。
2.根据权利要求1所述的水泵压力检测装置，其特征在于：
所述壳体(110)的第一容腔(111)内壁设有第一内螺纹,所述电感套筒(160)下部设有与所述第一内螺纹相适配的第一外螺纹,这样所述电感套筒(160)下部通过螺纹啮合固紧在所述壳体(110)的第一容腔(111)内。
3.根据权利要求1所述的水泵压力检测装置，其特征在于：
所述弹性膜片(120)的材料为橡胶。
4.根据权利要求1所述的水泵压力检测装置，其特征在于：
所述弹簧(150)用具有记忆特性的合金材料制成。
5.根据权利要求1所述的水泵压力检测装置，其特征在于：
所述壳体(110)的第一贯通孔(112)下端设有与水泵压力检测口相适配的第三内螺纹(1121)。
6.根据权利要求1至5之任一项所述的水泵压力检测装置，其特征在于：
所述压力检测电路(200)包括与所述水泵压力传感器(100)电连接的压力信号检测及处理模块(210)和与所述压力信号检测及处理模块(210)电连接的控制模块(220),以及为所述压力信号检测及处理模块(210)和控制模块(220)提供电力的电源模块(230)。
7.根据权利要求6所述的水泵压力检测装置，其特征在于：
所述压力信号检测及处理模块(210)包括六反相器U6;所述控制模块(220)包括单片微处理器U4;
所述压力信号检测及处理模块(210)接收到所述水泵压力传感器(100)的电感线圈(140)之电感量变化的信息,导致所述控制模块(220)内的单片微处理器U4之振荡器的谐振频率改变,从而计算出水的实际压力大小,并给出相应的控制信号输出给水泵。
8.一种水泵压力传感器,其特征在于：
包括壳体(110)、弹性膜片(120)、磁芯(130)、电感线圈(140)、弹簧(150)、电感套筒(160)和调节阀(170);所述壳体(110)上部设有第一容腔(111),而下部则设有与所述第一容腔(111)相连通的第一贯通孔(112);所述电感套筒(160)下部设有第二容腔(161),而上部则设有与所述第二容腔(161)相连通的第二内螺纹孔(162);所述弹性膜片(120)位于所述壳体(110)的第一容腔(111)底部;所述电感套筒(160)下部插入在所述壳体(110)的第一容腔(111)内,其下端面(163)压住所述弹性膜片(120);所述弹簧(150)可伸缩地位于所述电感套筒(160)的第二容腔(161)内;所述电感线圈(140)固定在所述电感套筒(160)的第二容腔(161)下端口内壁上,其引出线(141)从所述电感套筒(160)的第二容腔(161)内穿出与外部的压力检测电路(200)电连接;所述磁芯(130)可轴向移动地位于所述电感线圈(140)的内腔中,所述磁芯(130)下端面与所述弹性膜片(120)相接触,该磁芯(130)上端面与所述弹簧(150)下端相接触;所述调节阀(170)下端设有与所述电感套筒的第二内螺纹孔(162)相适配的第二外螺纹,所述调节阀(170)下端拧入所述电感套筒的第二内螺纹孔(162)内,该调节阀(170)下端面(172)与所述弹簧(150)上端相接触。
9.根据权利要求8所述的水泵压力传感器，其特征在于：
所述壳体(110)的第一容腔(111)内壁设有第一内螺纹,所述电感套筒(160)下部设有与所述第一内螺纹相适配的第一外螺纹,这样所述电感套筒(160)下部通过螺纹啮合固紧在所述壳体(110)的第一容腔(111)内。
10.根据权利要求8所述的水泵压力传感器，其特征在于：
所述弹性膜片(120)的材料为橡胶;所述弹簧(150)用具有记忆特性的合金材料制成。
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