CN104483062B - 高可靠多余度压差传感器 - Google Patents
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Abstract
高可靠多余度压差传感器，属于传感器领域，本发明为解决现有压差传感器因偶发性传感器输出超差、异常甚至无输出等失效现象，导致影响压力参数测量的问题。本发明方案：基座的端部设置有电连接器，基座的上方设置有电路板，并通过多个支柱支撑；还包括n个第一、第二油路压力敏感芯体、n个第一、第二油路引入管路和异常提醒单元，异常提醒单元设置在电路板上；基座内部设置有n个第一、第二油路压力敏感芯体；每个压力敏感芯体均通过一个管路与外界连通；每个压力敏感芯体的电信号输出端均与电路板进行电连接，电路板的n路差压信号通过电连接器输出；电路板的n路差压信号还输出给异常提醒单元，异常提醒单元用于监测是否有异常数据输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种多冗余的传感器结构，属于传感器领域。
背景技术
测量设备油路正反方向压力差的双向压差传感器。现有的传感器主要由基座101、压力敏感芯体102、连线部分103、支柱104、电路组件105和电连接器106等组成。
该类传感器用于测量航天、航空、石油管路等设备油路正反方向压力差的双向压差传感器，传感器长时间处于温度、压力、电等各种应力的综合作用，会出现偶发性传感器输出超差、异常甚至无输出等失效现象。直接影响参数测量与信号控制。
发明内容
本发明目的是为了解决现有压差传感器因偶发性传感器输出超差、异常甚至无输出等失效现象，导致影响压力参数测量的问题，提供了一种高可靠多余度压差传感器。
本发明所述高可靠多余度压差传感器共有两个技术方案。
第一个技术方案：高可靠多余度压差传感器包括基座、电路板、电连接器和多个支柱，基座的端部设置有电连接器，基座的上方设置有电路板，并通过多个支柱支撑；
还包括n个第一油路压力敏感芯体、n个第二油路压力敏感芯体、n个第一油路引入管路、n个第二油路引入管路和异常提醒单元，n为大于或等于2的正整数；异常提醒单元设置在电路板上；
基座内部设置有n个第一油路压力敏感芯体和n个第二油路压力敏感芯体；每个第一油路压力敏感芯体均通过一个第一油路引入管路与外界连通，每个第二油路压力敏感芯体均通过一个第二油路引入管路与外界连通；
每个第一油路压力敏感芯体的电信号输出端均与电路板进行电连接，每个第二油路压力敏感芯体的电信号输出端均与电路板进行电连接，电路板的n路差压信号通过电连接器输出；电路板的n路差压信号还输出给异常提醒单元，异常提醒单元用于监测是否有异常数据输出。
第二个技术方案：高可靠多余度压差传感器包括基座、电路板、电连接器和多个支柱，基座的端部设置有电连接器，基座的上方设置有电路板，并通过多个支柱支撑；
还包括n个第一油路压力敏感芯体、n个第二油路压力敏感芯体、n个第一油路引入管路、n个第二油路引入管路、第一油路引入总管路、第二油路引入总管路和异常提醒单元，n为大于或等于2的正整数；异常提醒单元设置在电路板上；
基座内部设置有n个第一油路压力敏感芯体和n个第二油路压力敏感芯体；每个第一油路压力敏感芯体均通过一个第一油路引入管路与第一油路引入总管路，第一油路引入总管路具有第一油路外界连通口；每个第二油路压力敏感芯体均通过一个第二油路引入管路与第二油路引入总管路连通，第二油路引入总管路具有第二油路外界连通口；
每个第一油路压力敏感芯体的电信号输出端均与电路板进行电连接，每个第二油路压力敏感芯体的电信号输出端均与电路板进行电连接，电路板的n路差压信号通过电连接器输出；电路板的n路差压信号还输出给异常提醒单元，异常提醒单元用于监测是否有异常数据输出。
本发明的优点：本发明可输出多个冗余的压差信号，本发明技术方案着力解决了测量航天、航空、石油管路等设备油路管道内两腔压力差的压差传感器在温度、压力、电等各种应力的综合长时作用下偶发性故障问题。
通过将压差传感器设计成相互独立，互不影响的多个余度，保证传感器在长时间处于温度、压力、电等各种应力的综合作用下，即使各别余度出现偶发失效现象，也不影响其他余度的输出，保证了传感器输出的准确。该发明能够有效提高压差类传感器在使用过程中的稳定性与可靠性，提高传感器的使用寿命。
附图说明
图1是背景技术中涉及的现有压差传感器的结构示意图；
图2是实施方式一所述高可靠多余度压差传感器的结构示意图；
图3是图3的后视图；
图4是实施方式一原理框图；
图5是实施方式二所述高可靠多余度压差传感器的结构示意图，连通口位于底座下表面；
图6是图5的后视图；
图7是实施方式二所述高可靠多余度压差传感器的结构示意图，连通口位于底座侧面；；
图8是图7的后视图；
图9是实施方式二原理框图；
图10是异常提醒单元的原理框图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图2～图4和图10说明本实施方式，本实施方式所述高可靠多余度压差传感器，包括基座1、电路板2、电连接器4和多个支柱3，基座1的端部设置有电连接器4，基座1的上方设置有电路板2，并通过多个支柱3支撑；
还包括n个第一油路压力敏感芯体5、n个第二油路压力敏感芯体6、n个第一油路引入管路7、n个第二油路引入管路8和异常提醒单元13，n为大于或等于2的正整数；异常提醒单元13设置在电路板2上；
基座1内部设置有n个第一油路压力敏感芯体5和n个第二油路压力敏感芯体6；每个第一油路压力敏感芯体5均通过一个第一油路引入管路7与外界连通，每个第二油路压力敏感芯体6均通过一个第二油路引入管路8与外界连通；
每个第一油路压力敏感芯体5的电信号输出端均与电路板2进行电连接，每个第二油路压力敏感芯体6的电信号输出端均与电路板2进行电连接，电路板2的n路差压信号通过电连接器4输出；电路板2的n路差压信号还输出给异常提醒单元13，异常提醒单元13用于监测是否有异常数据输出。
n个第一油路压力敏感芯体5和n个第二油路压力敏感芯体6按两行、n列排布。
异常提醒单元13包括单片机13-1、语音芯片13-2和扬声器13-3，单片机13-1接收n路差压信号，单片机13-1的异常数据提醒信号输出端与语音芯片13-2的异常数据提醒信号输入端相连，语音芯片13-2的语音驱动信号输出端与扬声器13-3的语音始能信号输入端相连。
n＝4的具体实施例，并进行原理说明，4个第一油路引入管路7和4个第二油路引入管路8作为独立的八个引压腔，4个第一油路引入管路7引入待测的第一油路的油性介质，而4个第二油路引入管路8引入待测的第二油路的油性介质，引入的油性介质被引入后接触第一油路压力敏感芯体5或第二油路压力敏感芯体6的不锈钢膜片，使每个膜片产生与介质压力成正比的微位移，由压力敏感芯体将压力变化转换成电压信号变化，然后再通过支柱3固定的电路板2将压力信号调理成满足要求的标准信号，进而得到所需要两路油性介质压力信号的差值，最终通过连线部分由电连接器4输出，因有4个第一油路压力敏感芯体5、4个第二油路压力敏感芯体6，因此，最终会形成4路冗余的压差信号，从电连接器4输出。敏感芯体与基座1采用电子束焊接方式连接在一起。
这4路压差信号输出给异常提醒单元13，由单片机13-1对这4路数据进行处理，进行两两比较，若判断其中有某路数据异常，则基本认定为某个压力敏感芯片有异常，则单片机13-1通过语音芯片13-2驱动扬声器13-3进行声音提醒，这时的冗余数据可以利用，里面还有正确的数据，但也人为的提醒有异常的压力敏感芯片，为进一步维修作准备。
具体实施方式二：下面结合图5～图9和图10说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，包括基座1、电路板2、电连接器4和多个支柱3，基座1的端部设置有电连接器4，基座1的上方设置有电路板2，并通过多个支柱3支撑；
还包括n个第一油路压力敏感芯体5、n个第二油路压力敏感芯体6、n个第一油路引入管路7、n个第二油路引入管路8、第一油路引入总管路9、第二油路引入总管路10和异常提醒单元13，n为大于或等于2的正整数；异常提醒单元13设置在电路板2上；
基座1内部设置有n个第一油路压力敏感芯体5和n个第二油路压力敏感芯体6；每个第一油路压力敏感芯体5均通过一个第一油路引入管路7与第一油路引入总管路9，第一油路引入总管路9具有第一油路外界连通口11；每个第二油路压力敏感芯体6均通过一个第二油路引入管路8与第二油路引入总管路10连通，第二油路引入总管路10具有第二油路外界连通口12；
每个第一油路压力敏感芯体5的电信号输出端均与电路板2进行电连接，每个第二油路压力敏感芯体6的电信号输出端均与电路板2进行电连接，电路板2的n路差压信号通过电连接器4输出；电路板2的n路差压信号还输出给异常提醒单元13，异常提醒单元13用于监测是否有异常数据输出。
n个第一油路压力敏感芯体5和n个第二油路压力敏感芯体6按两行、n列排布。
第一油路外界连通口11和第二油路外界连通口12的布局有两种方式：
第一油路外界连通口11和第二油路外界连通口12位于基座1的下表面。参见图5和图。
第一油路外界连通口11和第二油路外界连通口12位于基座1的一个侧面。参见图7和图8。
异常提醒单元13包括单片机13-1、语音芯片13-2和扬声器13-3，单片机13-1接收n路差压信号，单片机13-1的异常数据提醒信号输出端与语音芯片13-2的异常数据提醒信号输入端相连，语音芯片13-2的语音驱动信号输出端与扬声器13-3的语音始能信号输入端相连。
以n＝4为例进行说明工作原理：本实施方式中第一油路引入总管路9和第二油路引入总管路10作为两个引压腔，这两个引压腔分别引入第一油路和第二油路的油性介质，在传感器内部进行分流，并分别作用于每个压力敏感芯体的不锈钢膜片上。该传感器内部由4个第一油路压力敏感芯体5、4个第二油路压力敏感芯体6组成，保证每个通道均相当于一个单余度压差传感器，四个通道均相互独立，互不影响。该发明可有效降低由于传感器偶发失效而造成的测量失真，保证待测压力的测量准确。
Claims (8)
1.高可靠多余度压差传感器，包括基座(1)、电路板(2)、电连接器(4)和多个支柱(3)，基座(1)的端部设置有电连接器(4)，基座(1)的上方设置有电路板(2)，并通过多个支柱(3)支撑；
其特征在于，还包括n个第一油路压力敏感芯体(5)、n个第二油路压力敏感芯体(6)、n个第一油路引入管路(7)、n个第二油路引入管路(8)和异常提醒单元(13)，n为大于或等于2的正整数；异常提醒单元(13)设置在电路板(2)上；
基座(1)内部设置有n个第一油路压力敏感芯体(5)和n个第二油路压力敏感芯体(6)；每个第一油路压力敏感芯体(5)均通过一个第一油路引入管路(7)与外界连通，每个第二油路压力敏感芯体(6)均通过一个第二油路引入管路(8)与外界连通；
每个第一油路压力敏感芯体(5)的电信号输出端均与电路板(2)进行电连接，每个第二油路压力敏感芯体(6)的电信号输出端均与电路板(2)进行电连接，电路板(2)的n路差压信号通过电连接器(4)输出；电路板(2)的n路差压信号还输出给异常提醒单元(13)，异常提醒单元(13)用于监测是否有异常数据输出。
2.根据权利要求1所述高可靠多余度压差传感器，其特征在于，n个第一油路压力敏感芯体(5)和n个第二油路压力敏感芯体(6)按两行、n列排布。
3.根据权利要求1所述高可靠多余度压差传感器，其特征在于，异常提醒单元(13)包括单片机(13-1)、语音芯片(13-2)和扬声器(13-3)，单片机(13-1)接收n路差压信号，单片机(13-1)的异常数据提醒信号输出端与语音芯片(13-2)的异常数据提醒信号输入端相连，语音芯片(13-2)的语音驱动信号输出端与扬声器(13-3)的语音始能信号输入端相连。
4.高可靠多余度压差传感器，其特征在于，包括基座(1)、电路板(2)、电连接器(4)和多个支柱(3)，基座(1)的端部设置有电连接器(4)，基座(1)的上方设置有电路板(2)，并通过多个支柱(3)支撑；
其特征在于，还包括n个第一油路压力敏感芯体(5)、n个第二油路压力敏感芯体(6)、n个第一油路引入管路(7)、n个第二油路引入管路(8)、第一油路引入总管路(9)、第二油路引入总管路(10)和异常提醒单元(13)，n为大于或等于2的正整数；异常提醒单元(13)设置在电路板(2)上；
基座(1)内部设置有n个第一油路压力敏感芯体(5)和n个第二油路压力敏感芯体(6)；每个第一油路压力敏感芯体(5)均通过一个第一油路引入管路(7)与第一油路引入总管路(9)连通，第一油路引入总管路(9)具有第一油路外界连通口(11)；每个第二油路压力敏感芯体(6)均通过一个第二油路引入管路(8)与第二油路引入总管路(10)连通，第二油路引入总管路(10)具有第二油路外界连通口(12)；
每个第一油路压力敏感芯体(5)的电信号输出端均与电路板(2)进行电连接，每个第二油路压力敏感芯体(6)的电信号输出端均与电路板(2)进行电连接，电路板(2)的n路差压信号通过电连接器(4)输出；电路板(2)的n路差压信号还输出给异常提醒单元(13)，异常提醒单元(13)用于监测是否有异常数据输出。
5.根据权利要求4所述高可靠多余度压差传感器，其特征在于，n个第一油路压力敏感芯体(5)和n个第二油路压力敏感芯体(6)按两行、n列排布。
6.根据权利要求4所述高可靠多余度压差传感器，其特征在于，第一油路外界连通口(11)和第二油路外界连通口(12)位于基座(1)的下表面。
7.根据权利要求4所述高可靠多余度压差传感器，其特征在于，第一油路外界连通口(11)和第二油路外界连通口(12)位于基座(1)的一个侧面。
8.根据权利要求4所述高可靠多余度压差传感器，其特征在于，异常提醒单元(13)包括单片机(13-1)、语音芯片(13-2)和扬声器(13-3)，单片机(13-1)接收n路差压信号，单片机(13-1)的异常数据提醒信号输出端与语音芯片(13-2)的异常数据提醒信号输入端相连，语音芯片(13-2)的语音驱动信号输出端与扬声器(13-3)的语音始能信号输入端相连。
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