CN108489659A - 一种超高压压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超高压压力传感器，包括传感器壳体、导入嘴、第一膜片、压力敏感元件、第二膜片、信号处理电路板、后盖，传感器壳体的顶部设有导入嘴安装槽、中部设有圆台型的通孔、底部设有后盖安装槽，通孔的顶端设有向上突出的第一膜片安装座，第一膜片通过固定件固定安装在第一膜片安装座上，通孔的底端设有向下突出的第二膜片安装座，第二膜片通过固定件固定安装在第二膜片安装座上，压力敏感元件安装在第二膜片的底端中部。本发明的有益效果是：通过设置减压腔，减小第二膜片的弹性形变，使安装在第二膜片底端的压力敏感元件的感应信号随第二膜片的形变而线性变化，进而满足高压测试的需求。
Description
技术领域
本发明涉及压力传感器领域，尤其涉及一种超高压压力传感器。
背景技术
压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。
近年来，随着高压加载新技术快速发展，超高压力测量在军工和民用方面都有着重要作用，由于高压测试的需求越来越多、要求也越来越高，超高压力的测试技术也在不断的发展。但制作膜片的材料的弹性形变范围是有限的，若压力超过膜片的弹性形变范围，膜片会发生塑性变形，压力传感器则被损坏；同时压力敏感元件的感应信号随形变的线性变化也是有限度的，超过这一限度压力敏感元件的感应信号将不再是线性变化，从而导致测量不准确。而一些特定的压力测试，由于要求压力的加载面积很小，因此不适合直接增加膜片的横截面积来减小元件的内部应力作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种超高压压力传感器，通过设置减压腔，减小第二膜片的弹性形变，使安装在第二膜片底端的压力敏感元件的感应信号随第二膜片的形变而线性变化，进而满足高压测试的需求。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种超高压压力传感器，包括传感器壳体、导入嘴、第一膜片、压力敏感元件、第二膜片、信号处理电路板、后盖，所述传感器壳体的顶部设有导入嘴安装槽、中部设有圆台型的通孔、底部设有后盖安装槽，所述导入嘴安装在导入嘴安装槽中，所述通孔的顶端设有向上突出的第一膜片安装座，所述第一膜片通过固定件固定安装在第一膜片安装座上，所述通孔的底端设有向下突出的第二膜片安装座，所述第二膜片通过固定件固定安装在第二膜片安装座上，所述第一膜片、通孔、第二膜片共同围合成封闭的减压腔，所述减压腔中填充有气体，所述压力敏感元件安装在第二膜片的底端中部，所述信号处理电路板安装在后盖安装槽中且与压力敏感元件电性连接，所述后盖安装在后盖安装槽的槽口处。
其中，所述导入嘴安装槽的槽底处安装有套在固定件外的第一橡胶圈，所述第一橡胶圈的顶端与导入嘴的底端相抵接。
其中，所述后盖安装槽的槽底处安装有套在固定件外的第二橡胶圈，所述第二橡胶圈的底端与后盖的顶端相抵接。
其中，所述导入嘴中心设置的导入孔正对第一膜片的中心。
其中，所述导入嘴的上部外侧套有一圈不锈钢连接环，所述导入嘴的材质为热的不良导体。
其中，所述传感器壳体的材质为热的良导体。
其中，所述固定件为中间具有通孔的螺纹铝盖。
其中，所述减压腔中填充的气体为惰性气体。
其中，所述第一膜片的弹性形变范围大于第二膜片的弹性形变范围。
本发明的有益效果是：通过设置减压腔，减小第二膜片的弹性形变，使安装在第二膜片底端的压力敏感元件的感应信号随第二膜片的形变而线性变化，进而满足高压测试的需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例中传感器外壳的结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
如图1和2所示，一种超高压压力传感器，包括传感器壳体1、导入嘴2、第一膜片4、压力敏感元件8、第二膜片6、信号处理电路板9、后盖10，传感器壳体1的顶部设有导入嘴安装槽101、中部设有圆台型的通孔102、底部设有后盖安装槽103，导入嘴2安装在导入嘴安装槽101中，通孔102的顶端设有向上突出的第一膜片安装座104，第一膜片4通过固定件5固定安装在第一膜片安装座104上，通孔102的底端设有向下突出的第二膜片安装座105，第二膜片6通过固定件5固定安装在第二膜片安装座105上，第一膜片4、通孔10、第二膜片6共同围合成封闭的减压腔11，减压腔11中填充有气体，压力敏感元件8安装在第二膜片6的底端中部，信号处理电路板9安装在后盖安装槽103中且与压力敏感元件8电性连接，后盖10安装在后盖安装槽103的槽口处。
信号处理电路板9采用GZP6848型压力模块，该压力模块的测量范围为0~1600kPa，带有数字调理芯片，能够对压力敏感元件8的偏移、灵敏度、温漂和非线性进行数字补偿，以供电电压为参考，产生一个经过校准、温度补偿后的正比于压力信号的标准电压信号。
导入嘴安装槽101的槽底处安装有套在固定件外的第一橡胶圈3，第一橡胶圈3的顶端与导入嘴2的底端相抵接；后盖安装槽103的槽底处安装有套在固定件外的第二橡胶圈7，第二橡胶圈7的底端与后盖10的顶端相抵接。第一橡胶圈3和第二橡胶圈7的设置能够增加第一膜片4和第二膜片6安装的稳固性，同时器密封防止高压介质流入传感器外壳1。
导入嘴2中心设置的导入孔202正对第一膜片4的中心。使得高压介质能够均匀的作用在第一膜片4的表面。
导入嘴2的上部外侧套有一圈不锈钢连接环201，导入嘴2的材质为热的不良导体。不锈钢连接环201方便压力传感器与待测装置的连接。
传感器壳体1的材质为热的良导体，便于减压腔内的热量散出，避免减压腔内温度上升。
固定件5为中间具有通孔的螺纹铝盖。
减压腔11中填充的气体为惰性气体。
第一膜片4的弹性形变范围大于第二膜片6的弹性形变范围。
从导入孔202中进入的高压介质作用在第一膜片4上，第一膜片4产生弹性形变挤压填充在减压腔11中的气体，减压腔11中的气体进而将压力作用在第二膜片6上使第二膜片6产生弹性形变，安装在第二膜片6的底端中部的压力敏感元件8感应到第二膜片6的弹性形变从而产生感应信号，感应信号传递给信号处理电路板9进行处理后输出作用在第一膜片4上的高压介质的压力值。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (9)
1.一种超高压压力传感器，其特征在于：包括传感器壳体、导入嘴、第一膜片、压力敏感元件、第二膜片、信号处理电路板、后盖，所述传感器壳体的顶部设有导入嘴安装槽、中部设有圆台型的通孔、底部设有后盖安装槽，所述导入嘴安装在导入嘴安装槽中，所述通孔的顶端设有向上突出的第一膜片安装座，所述第一膜片通过固定件固定安装在第一膜片安装座上，所述通孔的底端设有向下突出的第二膜片安装座，所述第二膜片通过固定件固定安装在第二膜片安装座上，所述第一膜片、通孔、第二膜片共同围合成封闭的减压腔，所述减压腔中填充有气体，所述压力敏感元件安装在第二膜片的底端中部，所述信号处理电路板安装在后盖安装槽中且与压力敏感元件电性连接，所述后盖安装在后盖安装槽的槽口处。
2.根据权利要求1所述的超高压压力传感器，其特征在于：所述导入嘴安装槽的槽底处安装有套在固定件外的第一橡胶圈，所述第一橡胶圈的顶端与导入嘴的底端相抵接。
3.根据权利要求1所述的超高压压力传感器，其特征在于：所述后盖安装槽的槽底处安装有套在固定件外的第二橡胶圈，所述第二橡胶圈的底端与后盖的顶端相抵接。
4.根据权利要求1所述的超高压压力传感器，其特征在于：所述导入嘴中心设置的导入孔正对第一膜片的中心。
5.根据权利要求1所述的超高压压力传感器，其特征在于：所述导入嘴的上部外侧套有一圈不锈钢连接环，所述导入嘴的材质为热的不良导体。
6.根据权利要求1所述的超高压压力传感器，其特征在于：所述传感器壳体的材质为热的良导体。
7.根据权利要求1所述的超高压压力传感器，其特征在于：所述固定件为中间具有通孔的螺纹铝盖。
8.根据权利要求1所述的超高压压力传感器，其特征在于：所述减压腔中填充的气体为惰性气体。
9.根据权利要求1所述的超高压压力传感器，其特征在于：所述第一膜片的弹性形变范围大于第二膜片的弹性形变范围。
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