CN109827701A - 一种水压传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水压传感器，涉及压力传感器技术领域。本发明的主要目的在于，提供一种改善传感器内部水无法排除的问题的水压传感器。包括：基体及感压元件；所述基体包括用于与待测水体接触的检测端以及用于与水路系统安装的固定端；所述检测端内部具有空腔，所述感压元件与所述空腔的内壁固定连接，且所述感压元件位于所述空腔上远离所述固定端的一端；所述感压元件远离所述固定端的一侧与所述检测端的端部形成取压口。由于所述感压元件直接设置于所述基体的一个端部，能够直接与水体接触，而不需要再将水引流入水压传感器的内部腔体，因此，改善了水压传感器内部腔体残余水分的问题，避免低温环境下残余水结冰对所述感压元件的损坏。
Description
技术领域
本发明涉及压力传感器技术领域，具体而言，涉及一种水压传感器。
背景技术
压力传感器是现代测量和自动化系统的重要技术，广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天等行业。压力传感器能感受压力信号，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。水压传感器是用于测量水路系统中水压的一种压力传感器。
现有水压传感器形式为：压力传感器内部设置成腔体，感压元件设置在底部，待测量位置压力的水需引入到传感器内部的腔体当中，再作用于压力传感器的感压陶瓷膜片。此种结构的水压传感器在水路系统排水时易在腔体内残留水分无法排出，一旦使用环境温度低于零度，残余水就将结冰冻住陶瓷膜片，在冰融化之前压力传感器将失效无法正常工作，甚至直接将陶瓷膜片冻裂。
发明内容
为解决现有技术中传感器内部的水无法排除、使得陶瓷膜片低温条件下失效的技术问题，本发明的主要目的在于，提供一种改善传感器内部水无法排除的问题的水压传感器。
本发明实施例提供了一种水压传感器，包括：基体及感压元件；
所述基体包括用于与待测水体接触的检测端以及用于与水路系统安装的固定端；
所述检测端内部具有空腔，所述感压元件与所述空腔的内壁固定连接，且所述感压元件位于所述空腔上远离所述固定端的一端；所述感压元件远离所述固定端的一侧与所述检测端的端部形成取压口。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述感压元件为陶瓷膜片，所述陶瓷膜片包括感应面及背面，所述陶瓷膜片的感应面朝向待测水体，所述陶瓷膜片的背面朝向所述固定端。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述感压元件的检测电路为厚膜电路。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述厚膜电路设置于所述陶瓷膜片的背面。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述检测端及所述固定端为圆柱体，所述感压元件为圆形。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述水路系统设置有安装孔，所述固定端可拆卸连接于所述安装孔处。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述固定端螺纹连接于所述安装孔处，且所述固定端与所述安装孔之间设置有密封垫。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述固定端通过卡扣固定于所述安装孔处，且所述固定端与所述安装孔之间设置有O型密封垫。
进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述感压元件所在水平面相对高于所述安装孔的端面所在的水平面。
本发明提供的一种水压传感器，通过设置的所述固定端使得水压传感器安装于水路系统，所述检测端用于检测待测水体。其中，通过将所述感压元件设置于所述空腔中远离所述固定端的一端，使得将水压传感器安装于水路系统后，所述感压元件能够直接与待测水体接触。在待测水体的压力作用下，所述感压元件发生微位移，检测电路能够检测微位移并转换成标准测量信号传输至外部控制器，测得水压。由于所述感压元件直接设置于所述基体的一个端部，能够直接与水体接触，而不需要再将水引流入水压传感器的内部腔体，因此，改善了水压传感器内部腔体残余水分的问题，避免低温环境下残余水结冰对所述感压元件的损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明一实施例提供的水压传感器的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的水压传感器的主视图；
图3是本发明一实施例提供的水压传感器的剖视图。
附图标记：
1基体 11检测端 12固定端 13空腔 2陶瓷膜片 3取压口
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
如图1-3所示，本发明一实施例提供的水压传感器，包括：基体1及感压元件；所述基体1包括用于与待测水体接触的检测端11以及用于与水路系统安装的固定端12；所述检测端11内部具有空腔13，所述感压元件与所述空腔13的内壁固定连接，且所述感压元件位于所述空腔13上远离所述固定端12的一端；所述感压元件远离所述固定端12的一侧与所述检测端11的端部形成取压口3。通过设置的所述固定端12使得水压传感器安装于水路系统，所述检测端11用于检测待测水体。其中，通过将所述感压元件设置于所述空腔13中远离所述固定端12的一端，使得将水压传感器安装于水路系统后，所述感压元件能够直接与待测水体接触。在待测水体的压力作用下，所述感压元件发生微位移，检测电路能够检测微位移并转换成标准测量信号传输至外部控制器，测得水压。由于所述感压元件直接设置于所述基体1的一个端部，能够直接与水体接触，而不需要再将水引流入水压传感器的内部腔体，因此，改善了水压传感器内部腔体残余水分的问题，避免低温环境下残余水结冰对所述感压元件的损坏。
如图2-3所示，本发明实施例提供的水压传感器，水压传感器的内部不再设置为储水腔体，内腔不与水接触，本实施例涉及的水压传感器的取压方式不需要将水压引出到水压传感器内部腔体，而是通过感压元件直接测定水路系统中的水压。而且本实施例中可以使得水压传感器与水接触的部位只是检测端11的端部，感压元件为接触水的主要部件，更便于实现将水压力传感器嵌入到检测水路内部，节约安装空间。本申请基于感压元件的安装方式在基体1的端部形成了取压口3，本实施例提供的取压口3的深度远小于现有技术中的取压口3深度，水体流动路径也小，有效改善了水压传感器储水的问题，从而避免水压传感器内腔结冰导致感压元件失效的问题。另外，本发明实施例提供的水压传感器，由于不需引水至传感器内腔，节省传感器内部空间，可以缩小整个水压传感器的体积。
本发明一实施例提供的水压传感器中，所述感压元件为陶瓷膜片2，所述陶瓷膜片2包括感应面及背面，所述陶瓷膜片2的感应面朝向待测水体，保证测量准确度；所述陶瓷膜片2的背面朝向所述固定端12，保证陶瓷膜片2可在空腔13内完成形变。基体1为陶瓷基体1，陶瓷膜片2与空腔13的内壁通过玻璃浆料烧结固定。
其中，所述感压元件与检测电路连接，感压元件的检测电路与外部控制器连接。所述检测电路为厚膜电路，厚膜电路是指在同一基片上采用阵膜工艺(丝网漏印、烧结和电镀等)制作无源网络并组装上分立的半导体器件、单片集成电路或微型元件而构成的集成电路。通常认为厚度为几微米至几十微米的膜为厚膜，制作厚膜的材料为导体、电阻、介质、绝缘和包封等五种浆料。陶瓷膜片2在水压的作用下会发生形变，形成微位移，厚膜电路能够检测陶瓷膜片2发生微位移的信号，并将微位移信号转换成对应的标准测量信号，传递至外部控制器，实现水压的测量。厚膜电路包括惠斯通电桥，惠斯通电桥包括压敏电阻R1、压敏电阻R2、压敏电阻R3及压敏电阻R4。
另外，为了保障取压口3与陶瓷膜片2之间密封可靠，需使用耐候胶对陶瓷膜片2进行进一步密封封装，由于使用环境的温差范围大，故耐候胶需满足低温和高温不变性可靠要求。
本实施例中，所述厚膜电路设置于所述陶瓷膜片2的背面，即厚膜电路位于基体1的内部腔体中，使其可以不受水体影响。
为增大陶瓷膜片2与水的接触面积，本发明一实施例提供的水压传感器中，所述检测端11及所述固定端12为圆柱体，所述陶瓷膜片2为圆形，圆形的陶瓷膜片2实现与水接触面积足够大。
为了保障水压传感器安装到水路系统中的可靠性，本发明一实施例提供的水压传感器中，所述水路系统设置有安装孔，所述固定端12可拆卸连接于所述安装孔处。具体的，本实施例中所述固定端12螺纹连接于所述安装孔处，且所述固定端12与所述安装孔之间设置有密封垫。另一实施例中，所述固定端12通过卡扣固定于所述安装孔处，且所述固定端12与所述安装孔之间设置有O型密封垫。两种方式，均可以使得水压传感器与水路系统中管路安装时实现密封封装，保证密封性能。
在安装过程中，为了保障水路系统中用于安装水压传感器的安装孔位本身不残存水分，本发明一实施例提供的水压传感器中，所述陶瓷膜片2所在水平面相对高于所述安装孔的端面所在的水平面，也即陶瓷膜片2所在水平面较安装孔端面所在的水平面更接近于主水路，反之，安装孔端面所在的水平面较陶瓷膜片2所在水平面更接近于安装孔所在的管路或阀体。避免水路本身结构不合理影响水压传感器的效果，由此，此水压力传感器还可一定程度弥补水路结构的不合理。
综上所述，本发明实施例提供的水压传感器，与传统水压力传感器的结构不同，使水压传感器内腔不与水接触，而是通过位于端部的陶瓷膜片2直接与水接触；从而改善传感器内腔在水路系统排水过程中残留水分，进一步防止排水后水压传感器在低温环境中结冰失效；提高水压传感器的环境适应能力，提升使用该水压传感器机组的可靠性能。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，也即空调正常安装时对应的方位。仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种水压传感器，其特征在于，包括：基体(1)及感压元件；
所述基体(1)包括用于与待测水体接触的检测端(11)以及用于与水路系统安装的固定端(12)；
所述检测端(11)内部具有空腔(13)，所述感压元件与所述空腔(13)的内壁固定连接，且所述感压元件位于所述空腔(13)上远离所述固定端(12)的一端；所述感压元件远离所述固定端(12)的一侧与所述检测端(11)的端部形成取压口(3)。
2.根据权利要求1所述的水压传感器，其特征在于，所述感压元件为陶瓷膜片(2)，所述陶瓷膜片(2)包括感应面及背面，所述陶瓷膜片(2)的感应面朝向待测水体，所述陶瓷膜片(2)的背面朝向所述固定端(12)。
3.根据权利要求2所述的水压传感器，其特征在于，所述感压元件的检测电路为厚膜电路。
4.根据权利要求3所述的水压传感器，其特征在于，所述厚膜电路设置于所述陶瓷膜片(2)的背面。
5.根据权利要求1所述的水压传感器，其特征在于，所述检测端(11)及所述固定端(12)为圆柱体，所述感压元件为圆形。
6.根据权利要求1所述的水压传感器，其特征在于，所述水路系统设置有安装孔，所述固定端(12)可拆卸连接于所述安装孔处。
7.根据权利要求6所述的水压传感器，其特征在于，所述固定端(12)螺纹连接于所述安装孔处，且所述固定端(12)与所述安装孔之间设置有密封垫。
8.根据权利要求6所述的水压传感器，其特征在于，所述固定端(12)通过卡扣固定于所述安装孔处，且所述固定端(12)与所述安装孔之间设置有O型密封垫。
9.根据权利要求6-8任一项所述水压传感器，其特征在于，所述感压元件所在水平面相对高于所述安装孔的端面所在的水平面。
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