CN106768592A - 一种带信号处理功能的压力变送器充油芯体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带信号处理功能的压力变送器充油芯体，包括基座和位于基座上的压力传感芯片；基座的上下两端分别开有上槽、下槽，上槽上端设有波纹膜片，波纹膜片与上槽构成密封腔，密封腔内填充有液态导压介质，上槽和下槽之间设有引脚孔，引脚孔内设有引脚；压力传感芯片位于上槽底部，压力传感芯片上连接有引线；压力传感芯片具体为带有信号处理单元的压力传感芯片，包括信号处理单元、感压单元和测温模块。本发明的优点在于：使用集成了信号调理电路的单片芯片作为压力传感芯片，制造具有信号调理功能，能够直接输出经过调理的电压或电流信号的充油芯体，此充油芯体结构简单、结构紧凑、性能可靠，能够减小压力变送器体积，并降低成本。

Description

一种带信号处理功能的压力变送器充油芯体
技术领域
本发明涉及种充油芯体技术领域，尤其涉及一种带信号处理功能的压力变送器充油芯体。
背景技术
压力变送器是工业实践中最常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自动控制环境，涉及航空航天、军工国防、汽车电子、石油电力、铁路交通、船舶航运和工业制造等各种行业。压力变送器通常由充油芯体、调理电路和外壳等三部分构成，通常充油芯体输出芯体内部感压芯片直接产生的电压信号，这个未经处理的电压信号较弱，并且会随温度产生零点和灵敏度漂移，需要外接测温模块并进一步进行滤波、放大和温度补偿，并进行调理电路的防爆、抗电磁干扰和防潮耐腐蚀等方面处理，因此变送器整体体积一般较大。
小型或者微型的集成度更高的压力变送器具有更好的便捷性、通用性和鲁棒性，在航空航天、国防军工、工业制造和汽车电子等领域有着非常迫切的需求。将相关的信号调理电路直接集成在充油芯体内部是提高压力变送器集成度的行之有效的一种方法。
与集成了信号调理电路的充油芯体相关的专利有：专利1：201620486414.4，一种带数字温度补偿的电压输出充油芯体压力传感器；专利2：201220127402.4，数字型温度压力充油芯体。专利1将一种具有信号调理功能的调理芯片和感压芯片一起集成在充油芯体内部，调理芯片和感压芯片之间通过引线连接，调理芯片再通过引线与引脚相连，这种充油芯体内部有两颗芯片，需要做较多的引线且引线跨度较大，使得引线失效的可能性大大增加，降低了充油芯体的可靠性和抗干扰性；专利2将感压芯片替换成了塑封的数字型气压传感器，直接输出经过调理的电压信号，经过塑封的气压传感器成本较高，且体积比裸芯片大很多，大大增加了充油芯体的成本和制造难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、结构紧凑、性能可靠，能够大大减小压力变送器体积，并降低其成本的带信号处理功能的压力变送器充油芯体。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种带信号处理功能的压力变送器充油芯体，包括基座和位于基座上的压力传感芯片；所述基座的上下两端分别开有上槽、下槽，上槽上端设有波纹膜片，波纹膜片与上槽构成密封腔，密封腔内填充有液态导压介质，上槽和下槽之间设有引脚孔，引脚孔内设有引脚；所述压力传感芯片位于上槽底部，压力传感芯片上连接有引线，引线的一端与压力传感芯片相连，另一端则与引脚上端相连；
所述压力传感芯片具体为带有信号处理单元的压力传感芯片，包括信号处理单元、感压单元和位于信号处理单元上的测温模块；所述感压单元、测温模块暴露于密封腔内的液态导压介质中，分别获取液态导压介质传递而来的压力、温度，再分别传递至与之相连的信号处理单元。
作为本发明的优选方式之一，所述上槽为“T”型上槽，压力传感芯片通过贴片胶粘于“T”型上槽底部的中心位置。
作为本发明的优选方式之一，所述波纹膜片外侧还固定有压环。
作为本发明的优选方式之一，所述压环、基座和波纹膜片之间通过电容焊、激光焊或氩弧焊固定相连。
作为本发明的优选方式之一，所述基座的左右侧壁还分别设有凹槽，凹槽内设有圆形垫圈。
作为本发明的优选方式之一，所述压力传感芯片具体为单层结构，所述测温模块、信号处理单元和感压单元均位于同一工作面。
作为本发明的优选方式之一，所述压力传感芯片具体为双层结构，所述信号处理单元位于最上层，信号处理单元下方设有所述感压单元。
作为本发明的优选方式之一，所述引线为金线、铜线或铝线。
作为本发明的优选方式之一，所述液态导压介质为氟油、硅油或植物油。
作为本发明的优选方式之一，所述基座为不锈钢制基座。
本发明相比现有技术的优点在于：
(1)结构简单、紧凑，制作方便；
(2)采用集成了信号处理单元和感压单元单片集成的压力传感芯片，集成度高，可有效缩小压力变送器的体积，并降低其成本；
(3)带有测温模块，能直接测量带有信号处理单元的压力传感芯片周边导压介质的温度，能够直接测定带有信号处理单元的压力传感芯片的温度，从而实现对传感器进行可靠的温度补偿；
(4)感压单元、测温模块、信号处理单元均集成在金属的充油芯体内，具有耐腐蚀和抗电磁干扰的优点。
附图说明
图1是实施例1中的一种带信号处理功能的压力变送器充油芯体的整体结构示意图；
图2是实施例1中的一种带信号处理功能的压力变送器充油芯体的带有信号处理单元的压力传感芯片的结构示意图；
图3是实施例2中的一种带信号处理功能的压力变送器充油芯体的带有信号处理单元的压力传感芯片的结构示意图。
图中：1为基座，11为“T”型上槽，111为波纹膜片，112为液态导压介质，12为下槽，13为凹槽，131为圆形垫圈，14为引脚孔，15为引脚，2为带有信号处理单元的压力传感芯片，21为信号处理单元，22为感压单元，23为测温模块，24为引线，3为压环。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1-2所示，本实施例的一种带信号处理功能的压力变送器充油芯体，结构简单、紧凑，制作方便，包括基座1、位于基座1上的带有信号处理单元的压力传感芯片2和压环3，其中，基座1和压环3均采用316不锈钢材料制成。
基座1的上下两端分别开有“T”型上槽11、下槽12，“T”型上槽11上端设有波纹膜片111，波纹膜片111通过电容焊、激光焊或氩弧焊与压环3、基座1固定相连，波纹膜片111与“T”型上槽11构成一个密封腔，密封腔内填充有液态导压介质112；基座1的左右侧壁分别设有凹槽13，凹槽13内设有圆形垫圈131；“T”型上槽11和下槽12之间还设有引脚孔14，引脚孔内设有引脚15。
带有信号处理单元的压力传感芯片2通过贴片胶粘于“T”型上槽11底部的中心位置，包括信号处理单元21、感压单元22和位于信号处理单元21上的测温模块23；感压单元22、测温模块23暴露于密封腔内的液态导压介质112中，分别获取液态导压介质112传递而来的压力、温度，再分别传递至与之相连的信号处理单元21；带有信号处理单元的压力传感芯片2上还连接有引线24，引线24的一端与带有信号处理单元的压力传感芯片2相连，另一端则与引脚15上端相连。
进一步地，带有信号处理单元的压力传感芯片2具体为单层结构，测温模块23、信号处理单元21和感压单元22均位于同一工作面。
进一步地，引线24为金线、铜线或铝线。
进一步地，液态导压介质112为氟油、硅油或植物油。
本发明相比现有技术的优点在于：
(1)结构简单、紧凑，制作方便；
(2)采用集成了信号处理单元21和感压单元22单片集成的压力传感芯片，集成度高，可有效缩小压力变送器的体积，并降低其成本；
(3)带有测温模块23，能直接测量带有信号处理单元的压力传感芯片2周边导压介质的温度，能够直接测定带有信号处理单元的压力传感芯片2的温度，从而实现对传感器进行可靠的温度补偿；
(4)感压单元22、测温模块23、信号处理单元21均集成在金属的充油芯体内，具有耐腐蚀和抗电磁干扰的优点。
运行原理：
(1)波纹膜片111感测外部介质压力，且将其传至密封腔内的液态导压介质112；
(2)液态导压介质112传导由波纹膜片111所感测的外部介质压力，再将其传至带有信号处理单元的压力传感芯片2；
(3)感压单元22、测温模块23暴露于密封腔内的液态导压介质112中，分别获取液态导压介质112传递而来的压力、温度，再分别传递至与之相连的信号处理单元21进行信号调理，可调理出所需电压；
(4)带有信号处理单元21的压力传感芯片调理出电压通过引线24传递至引脚15，用于后续使用。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1的技术方案基本相同，其不同之处在于：带有信号处理单元的压力传感芯片2具体为双层结构，即信号处理单元21、测温模块23位于最上层，信号处理单元21下方设有所述感压单元22。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带信号处理功能的压力变送器充油芯体，其特征在于，包括基座和位于基座上的压力传感芯片；所述基座的上下两端分别开有上槽、下槽，上槽上端设有波纹膜片，波纹膜片与上槽构成密封腔，密封腔内填充有液态导压介质，上槽和下槽之间设有引脚孔，引脚孔内设有引脚；所述压力传感芯片位于上槽底部，压力传感芯片上连接有引线，引线的一端与压力传感芯片相连，另一端则与引脚上端相连；
所述压力传感芯片具体为带有信号处理单元的压力传感芯片，包括信号处理单元、感压单元和位于信号处理单元上的测温模块；所述感压单元、测温模块暴露于密封腔内的液态导压介质中，分别获取液态导压介质传递而来的压力、温度，再分别传递至与之相连的信号处理单元。
2.根据权利要求1所述的带信号处理功能的压力变送器充油芯体，其特征在于，所述上槽为“T”型上槽，压力传感芯片通过贴片胶粘于“T”型上槽底部的中心位置。
3.根据权利要求1所述的带信号处理功能的压力变送器充油芯体，其特征在于，所述波纹膜片外侧还固定有压环。
4.根据权利要求3所述的带信号处理功能的压力变送器充油芯体，其特征在于，所述压环、基座和波纹膜片之间通过电容焊、激光焊或氩弧焊固定相连。
5.根据权利要求1所述的带信号处理功能的压力变送器充油芯体，其特征在于，所述基座的左右侧壁还分别设有凹槽，凹槽内设有圆形垫圈。
6.根据权利要求1所述的带信号处理功能的压力变送器充油芯体，其特征在于，所述压力传感芯片具体为单层结构，所述测温模块、信号处理单元和感压单元均位于同一工作面。
7.根据权利要求1所述的带信号处理功能的压力变送器充油芯体，其特征在于，所述压力传感芯片具体为双层结构，所述信号处理单元位于最上层，信号处理单元下方设有所述感压单元。
8.根据权利要求1所述的带信号处理功能的压力变送器充油芯体，其特征在于，所述引线为金线、铜线或铝线。
9.根据权利要求1所述的带信号处理功能的压力变送器充油芯体，其特征在于，所述液态导压介质为氟油、硅油或植物油。
10.根据权利要求1-9任一所述的带信号处理功能的压力变送器充油芯体，其特征在于，所述基座为不锈钢制基座。
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