CN105021325B - 电容式压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电容式压力传感器，其中，包括一壳体，所述壳体内具有一空腔，一差动电容膜盒安装在所述壳体内；所述差动电容膜盒内安装有一测温芯片；所述差动电容膜盒的上边面与下表面均设有一圆环以及带有波纹的隔离膜片；固定在所述差动电容膜盒上表面的所述圆环上固定有一圆形法兰，一毛细管的一端与所述圆形法兰的中心通孔焊接，所述毛细管的另一端与所述壳体连接；所述壳体内所述差动电容膜盒的下部焊接有一过程连接头。本发明通过改变差动电容传感器安装结构设计，使变送器压力测量部件可以采用螺纹连接的方式直接安装在过程控制系统的压力测试点上，可以发挥差动电容传感器抗过载能力强的优势，同时便于安装，降低产品的制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种压力传感器，尤其涉及一种电容式压力传感器。
背景技术
常规的差动电容结构传感器多用于测量差压信号。用差压变送器来替代压力变送器，其缺点是成本高，安装不方便，而本发明通过改变差动电容传感器（膜盒）安装结构设计，使变送器压力测量部件可以采用螺纹连接的方式直接安装在过程控制系统的压力测试点上。这样可以发挥差动电容传感器抗过载能力强的优势，同时便于安装，降低产品的制造成本。
发明内容
本发明公开了一种电容式压力传感器，用以解决现有技术中差动电容结构传感器成本高，安装不便的问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种电容式压力传感器，其中，包括一壳体，所述壳体内具有一空腔，一差动电容膜盒安装在所述壳体内；所述差动电容膜盒内安装有一测温芯片；所述差动电容膜盒的上边面与下表面均设有一圆环以及带有波纹的隔离膜片；固定在所述差动电容膜盒上表面的所述圆环上固定有一圆形法兰，一毛细管的一端与所述圆形法兰的中心通孔焊接，所述毛细管的另一端与所述壳体连接；所述壳体内所述差动电容膜盒的下部焊接有一过程连接头。
如上所述的电容式压力传感器，其中，所述差动电容膜盒包括：一上下对称设置的第一圆形金属底座、第二圆形金属底座，所述第一圆形金属底座与所述第二圆形金属底座之间设有一柱状空腔；一感压膜片水平设置在所述柱状空腔内，所述感压膜片的外沿设置在所述第一圆形金属底座与所述第二圆形金属底座的接触面之间，所述感压膜片的外沿设有第一焊接环；还包括两玻璃体，所述两玻璃体填充在所述感压膜片的两侧，两所述玻璃体面向所述感压膜片的一侧均镀设有球形电极，两所述球形电极均通过管状导线引出；一陶瓷芯穿过所述第一圆形金属底座、两所述玻璃体、所述第二圆形金属底座；一测温芯片埋设于所述第二圆形金属底座中。
如上所述的电容式压力传感器，其中，所述陶瓷芯与所述玻璃体熔合固定。
如上所述的电容式压力传感器，其中，所述测温芯片与一导热硅胶层接触。
如上所述的电容式压力传感器，其中，所述测温芯片采用DS18B20系列测温芯片。
如上所述的电容式压力传感器，其中，所述圆环与所述隔离膜片通过第二焊接环固定在所述差动电容膜盒上。
如上所述的电容式压力传感器，其中，所述过程连接头焊接在所述壳体下端部。
如上所述的电容式压力传感器，其中，所述壳体内填充有环氧树脂。
如上所述的电容式压力传感器，其中，所述陶瓷芯有两根，一所述陶瓷芯穿过所述第一圆形金属底座及置于第一圆形金属底座内的所述玻璃体，另一所述陶瓷芯穿过所述第二圆形金属底座及置于第二圆形金属底座内的所述玻璃体。
如上所述的电容式压力传感器，其中，所述壳体具有圆周焊缝，所述毛细管通过所述圆周焊缝与所述壳体连接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明解决了现有技术中常规的差动电容结构传感器多用于测量差压信号，用差压变送器来替代压力变送器，成本高，安装不方便的问题，本发明通过改变差动电容传感器（膜盒）安装结构设计，使变送器压力测量部件可以采用螺纹连接的方式直接安装在过程控制系统的压力测试点上。这样可以发挥差动电容传感器抗过载能力强的优势，同时便于安装，降低产品的制造成本。
附图说明
图1是本发明电容式压力传感器的结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述：
图1是本发明电容式压力传感器的结构剖视图，请参见图1，一种电容式压力传感器，其中，包括一壳体29，壳体29内具有一空腔，一差动电容膜盒安装在壳体29内；差动电容膜盒内安装有一测温芯片19；差动电容膜盒的上边面与下表面均设有一圆环4以及带有波纹的隔离膜片5；固定在差动电容膜盒上表面的圆环4上固定有一圆形法兰1，圆形法兰与圆环4焊接形成第三焊缝3，一毛细管27的一端与圆形法兰1的中心通孔焊接，毛细管27的另一端与壳体29连接；壳体29内差动电容膜盒的下部焊接有一过程连接头13，过程连接头13通过第四焊接环16焊接在壳体29上。
本发明的毛细管27与圆形法兰1中心孔焊接形成第二焊缝2。
本发明的差动电容膜盒包括：一上下对称设置的第一圆形金属底座8、第二圆形金属底座11，第一圆形金属底座8与第二圆形金属底座11之间设有一柱状空腔；一感压膜片9水平设置在柱状空腔内，本发明中采用的感压膜片9可以为圆形的弹性金属感压膜片，感压膜片9的外沿设置在第一圆形金属底座8与第二圆形金属底座11的接触面之间，感压膜片9的外沿设有第一焊接环10；还包括两玻璃体7，两玻璃体7填充在感压膜片9的两侧，两玻璃体7面向感压膜片9的一侧均镀设有球形电极，两球形电极均通过管状导线引出，管状导线包括：第一管状导线24、第二管状导线25；两球形电极包括：上球形电极21、下球形电极22，一陶瓷芯17穿过第一圆形金属底座8、两玻璃体7、第二圆形金属底座11；一测温芯片19埋设于第二圆形金属底座11中，陶瓷芯17采用带孔陶瓷芯。
本发明的陶瓷芯17与玻璃体7熔合固定。
本发明的测温芯片19与一导热硅胶18层接触。
本发明的测温芯片19采用DS18B20系列测温芯片19，能将温度信号直接转换为数字信号输出，精度可达±0.5℃。
本发明的圆环4与隔离膜片5通过第二焊接环固定在差动电容膜盒上，第二焊接环有两个，包括第二上焊接环6、第二下焊接环14。
本发明的过程连接头13焊接在壳体29下端部，过程连接头13通过第三焊接环15焊接在壳体29上。
本发明的壳体29内填充有环氧树脂26。
本发明的第一圆形金属底座8的上表面与第二圆形金属底座11的下表面均覆盖有上硅油层23，下硅油层12。
本发明的陶瓷芯17有两根，一陶瓷芯17穿过第一圆形金属底座8及置于第一圆形金属底座8内的玻璃体7，另一陶瓷芯17穿过第二圆形金属底座11及置于第二圆形金属底座11内的玻璃体7。
本发明的壳体29具有圆周焊缝28，毛细管27通过圆周焊缝28与壳体29连接。
本发明获取的压力传感数据与温度信号通过第一导线20、第二导线31、第三导线32引出。
本发明的有益效果：将电容式差压传感器与高精度温度测量芯片同时装在一个圆柱形的金属外壳中，构成了一个采用螺纹安装形式适用于用于压力参数测量的变送器，其外形尺寸比通用的差压/压力变送器小，可以满足多种的场合需要。在传感器内部装有温度传感器，可以取得介质的温度参考值，从而对压力传感器进行精确的温度补偿。采用全焊接密封的结构，传感器的负压端，通过毛细管引出来与金属外壳相连，这样就有了一个与大气压比较的参考值。
本发明采用电容量变化的原理来检测压力信号，用专用的数学化输出的高精度集成测温芯片来检测传感器本身及与之接触的介质温度。其具有外形小巧精致、重量轻、易于用常规方法制造的特点。在此基础上可以制造出各种不同功能的变送器。可以广泛的应用于化工、石油、冶金、电站等部门，用于测量液体、气体和蒸汽的压力、液位等热工基本参数，具有广泛的应用前景。
Claims (10)
1.一种电容式压力传感器，其特征在于，包括一壳体，所述壳体内具有一空腔，一差动电容膜盒安装在所述壳体内；所述差动电容膜盒内安装有一测温芯片；所述差动电容膜盒的上表面与下表面均设有一圆环以及带有波纹的隔离膜片；固定在所述差动电容膜盒上表面的所述圆环上固定有一圆形法兰，一毛细管的一端与所述圆形法兰的中心通孔焊接，所述毛细管的另一端与所述壳体连接；所述壳体内所述差动电容膜盒的下部焊接有一过程连接头。
2.根据权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述差动电容膜盒包括：一上下对称设置的第一圆形金属底座、第二圆形金属底座，所述第一圆形金属底座与所述第二圆形金属底座之间设有一柱状空腔；一感压膜片水平设置在所述柱状空腔内，所述感压膜片的外沿设置在所述第一圆形金属底座与所述第二圆形金属底座的接触面之间，所述感压膜片的外沿设有第一焊接环；还包括两玻璃体，所述两玻璃体填充在所述感压膜片的两侧，两所述玻璃体面向所述感压膜片的一侧均镀设有球形电极，两所述球形电极均通过管状导线引出；一陶瓷芯穿过所述第一圆形金属底座、两所述玻璃体、所述第二圆形金属底座；一测温芯片埋设于所述第二圆形金属底座中。
3.根据权利要求2所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述陶瓷芯与所述玻璃体熔合固定。
4.根据权利要求2所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述测温芯片与一导热硅胶层接触。
5.根据权利要求2所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述测温芯片采用DS18B20系列测温芯片。
6.根据权利要求1或2任一所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述圆环与所述隔离膜片通过第二焊接环固定在所述差动电容膜盒上。
7.根据权利要求1所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述过程连接头焊接在所述壳体下端部。
8.根据权利要求1或2任一所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述壳体内填充有环氧树脂。
9.根据权利要求2所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述陶瓷芯有两根，一所述陶瓷芯穿过所述第一圆形金属底座及置于第一圆形金属底座内的所述玻璃体，另一所述陶瓷芯穿过所述第二圆形金属底座及置于第二圆形金属底座内的所述玻璃体。
10.根据权利要求2所述的电容式压力传感器，其特征在于，所述壳体具有圆周焊缝，所述毛细管通过所述圆周焊缝与所述壳体连接。
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