CN110207887A - 采用等压腔的多通道压力变送器 - Google Patents

Abstract

采用等压腔的多通道压力变送器，其包括连接器、上盖、壳体、电路板组件、压力芯体、芯体座、基座；所述芯体座中间为空腔，空腔侧面由数个压力芯体密封并与芯体座连接在一起形成等压腔，压力芯体感应端位于等压腔内，所述空腔通过下部的连接通道与下方的基座通道相通，使等压腔与所测环境相通；所述芯体座下部与基座固定在一起；所述电路板组件固定在芯体座上，与压力芯体电连接；所述壳体下端与基座固定，壳体上端与上盖固定，连接器组件穿过上盖并固定在上盖上，连接器组件与压力芯体电连接。

Description

采用等压腔的多通道压力变送器

技术领域

本发明涉及一种多通道压力变送器，特别是涉及一种轨道交通监控系统用的多通道压力变送器。

背景技术

压力变送器是将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号，以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节的装置，一般的压力变送器主要由测压元件传感器、测量电路和过程连接件三部分组成。

现有的压力变送器通常包括壳体、固定于壳体一端的基座和另一端的连接器以及位于壳体内的压力芯体、信号处理电路，壳体内设置相互隔离的电源板、信号板，电源板与信号板由柔性线路板电连接，信号板与压力芯体电连接，信号板集成信号处理电路，信号处理电路中的调理芯片处理压力芯体检测到的压力信号，并将处理后的信号通过连接器输出。但现有的压力变送器有以下不足。

1、一个压力变送器只能提供一路信号，如果系统需要做信号冗余设计，必须增加压力变送器数量，造成压力管路上接口增加，泄漏风险增高，布线也成倍增加，占用了空间；而且压力变送器之间安装情况也不完全一样，造成各个压力变送器之间有压力差，影响系统信号采样。

2、壳体组装需要螺钉紧固，还需密封件保持壳体之间的密封，零件数量多，制造工序复杂，可靠性低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供一种采用等压腔的多通道压力变送器，使其能够进行多通道的测量。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：采用等压腔的多通道压力变送器，其包括连接器、上盖、壳体、电路板组件、压力芯体、芯体座、基座；所述芯体座中间为空腔，空腔侧面由数个压力芯体密封并与芯体座连接在一起形成等压腔，压力芯体感应端位于等压腔内，所述空腔通过下部的连接通道与下方的基座通道相通，使等压腔与所测环境相通；所述芯体座下部与基座固定在一起；所述电路板组件固定在芯体座上，与压力芯体电连接；所述壳体下端与基座固定，壳体上端与上盖固定，连接器组件穿过上盖并固定在上盖上，连接器组件与压力芯体电连接。

更好地，所述压力芯体沿空腔圆周均匀分布，这样布置更合理。

更好地，所述芯体座下端加工激光焊接圆柱面、外圆配合面与外螺纹，对应的基座有激光焊接圆柱面、内圆配合面与内螺纹，通过内、外圆配合面使芯体座与基座之间激光焊接圆柱面对齐，通过螺纹预紧，使芯体座和基座的焊接部位贴紧，这样能够满足激光焊接对焊缝缝隙的要求。

更好地，所述芯体座上端二侧分别设置固定耳，所述电路板组件的印制板设置凹槽，印制板通过凹槽插入到所述芯体座上端，并靠在固定耳上而固定在芯体座上，这样印制板可由芯体座支撑，能够更好地由芯体座上端和二个固定耳限位和固定住，防止印制板晃动。

更好地，所述电路板组件通过挠性印制导线与压力芯体电连接。

更好地，所述连接器组件装在上盖上，通过挠性印制导线与电路板组件连接。

更好地，所述连接器组件包括连接器、紧固件、密封件，连接器内侧用紧固件夹紧，外侧接合面设置密封件进行密封，这样能固定更牢固，密封更好。

更好地，所述基座上加工圆形凹槽，防水透气膜放置在凹槽中，凹槽中心开竖孔，并与外侧横向槽型通气口连通，以阻止外部的水气进入，可以防止积水和积灰，避免造成通气口堵塞，避免外界异物如铁丝直接接触到防水透气膜造成透气膜损坏。

更好地，所述芯体座与压力芯体通过激光焊接，在连接的同时实现了密封，消除了由于密封件导致的泄漏，可靠性高；同时激光焊接对芯体几乎没有应力影响，长期应用不会出现由于装配应力导致压力信号漂移的问题，产品稳定性高。

更好地，所述壳体与上盖、基座均通过激光焊接，简化了生产工序，减少了零件数量，提升了制造效率。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用等压腔连接多个压力芯体，使多个压力芯体测量的压力源始终保持一致，可以保持在原有压力变送器安装接口不变的情况下，同时输出多路压力信号，并且消除多路压力信号之间由于压力介质采样点不同导致的压力差。并且压力芯体通过侧面连接在芯体座上，解决了在狭小空间中的多路测量的难题，节省了产品的空间，能够扩展成许多路的测量。

附图说明

图1是本发明实施例采用等压腔的多通道压力变送器的爆炸图。

图2是本发明实施例采用等压腔的多通道压力变送器的基座、芯体座、压力芯体、电路板组件之间的结构示意图。

图3是本发明实施例采用等压腔的多通道压力变送器的结构示意图。

图4是本发明实施例采用等压腔的多通道压力变送器的侧面剖视图。

图5是本发明实施例采用等压腔的多通道压力变送器的基座带局部剖面的立体图。

图6是本发明实施例采用等压腔的多通道压力变送器的基座和压力芯体的配合图。

图7是本发明另一实施例的基座、芯体座、压力芯体之间的剖面结构示意图。

图8是本发明另一实施例的基座、芯体座、压力芯体之间的立体图。

图9是本发明实施例采用等压腔的多通道压力变送器的信号处理电路。

具体实施方式

下面结合附图、实施例对本发明进一步说明。

实施例1

如图1--6所示，采用等压腔的二通道压力变送器，其包括连接器1、上盖3、壳体6、电路板组件7（图中未画出电路元件）、压力芯体9、芯体座10、基座11。

所述芯体座10中间为空腔101，两侧面由两个压力芯体9密封并通过激光焊接在一起，形成等压腔，压力芯体感应端位于等压腔内，使两个压力芯体9测量的压力源始终保持一致。

所述空腔101通过下部的连接通道102与下部的基座11通道110相通，使等压腔101与所测环境相通。

所述基座11与芯体座10的接合面由激光焊接，使二者固定在一起。

更好地，所述芯体座10下端加工激光焊接圆柱面103、外圆配合面104与外螺纹105，对应的基座11上面加工有激光焊接圆柱面111、内圆配合面112与内螺纹113，通过内、外圆配合面使芯体座10与基座11之间激光焊接圆柱面对齐，通过螺纹预紧，使芯体座10和基座11的焊接部位贴紧，这样能够满足激光焊接对焊缝缝隙的要求，见图5、6。

所述芯体座10上端二侧分别设置固定耳106，所述电路板组件7的印制板设置凹槽72，印制板通过凹槽72插入到所述芯体座10上端，并靠在固定耳106上，再通过螺钉13、弹垫14、平垫15安装在芯体座10上，这样印制板能够更好地由芯体座10上端和二个固定耳106限位和固定住，防止印制板晃动，保证其可靠性。

所述印制板还通过挠性印制导线5、8分别与两个压力芯体9和连接器1进行电气连接。

所述电路板组件7上有多路独立的传感器信号处理电路以及电源防护电路，信号处理电路将压力传感器的输出信号进行放大、温度补偿以及非线性补偿并转换成标准信号输出，电源防护电路实现防反接以及对浪涌、脉冲群、传导、辐射等干扰进行抑制。其电路为常规的压力变送器信号处理电路，本实施例的具体电路见图9，其电源部分前端的L1、L2为电感，抑制高频共模干扰。C1对输入电源进行滤波；V1为TVS管对浪涌、脉冲群等干扰进行抑制，保护后端电路；V2为二极管起防反接作用；V3为V/I转换三极管可对输出电流进行放大。V4为MOS管，作为电压调整管，与智能调理芯片配合使用通过对芯片进行参数设定可以使得在过压的情况下起到稳压作用对芯片进行过压保护以及使得输出不受电源过压的影响，N1为调理芯片，可以对传感器进行数字补偿偏移、灵敏度、温漂和非线性。V5为齐纳管用来防止VDDA和GND之间出现高压烧毁芯片；R4、R5、C6、C7、C8构成RC滤波电路对压力传感器输出进行共模信号和差模信号滤波。R2为Vbe电压调整管，三极管输出最大功率随温度升高而下降，R2取合适的阻值可与三极管进行分压，降低三极管Vce间的压降，从而降低三极管的功率消耗。V6为二极管，使用二极管PN结温特性作为智能调理芯片N1的外置温度二极管。

所述连接器1穿过上盖3，连接器1内侧用安装紧固件4夹紧，连接器1外侧接合面设置密封件2进行密封。

所述基座11上加工有圆形凹槽114，防水透气膜12放置在凹槽114中，以阻止外部的水气进入，见图1、5。

上述凹槽中心开竖孔115，并与外侧横向槽型通气口116连通，此结构可以阻挡外界异物直接接触到防水透气膜12，槽型通气口116可以防止积水和积灰，避免造成通气口堵塞。

所述外壳6两端分别与基座11和上盖3通过激光焊接在一起，形成坚固结构，且连接部位具有气密性。

实施例2

如图7、8所示，采用等压腔的4通道压力变送器，其与实施例1的差别仅为芯体座10的结构和压力芯体9的数量不同及对应的信号处理电路的数量。

本实施例中芯体座10分成上下二层，中间为空腔，上下二层之间的空腔连通。

本实施例中压力芯体9有4个，分别设置在芯体座10上下二层的空腔二侧，每个压力芯体9分别通过绕性印制导线8与印制电路组件电连接。

Claims (10)

1.采用等压腔的多通道压力变送器，其特征在于：其包括连接器、上盖、壳体、电路板组件、压力芯体、芯体座、基座；所述芯体座中间为空腔，空腔侧面由数个压力芯体密封并与芯体座连接在一起形成等压腔，压力芯体感应端位于等压腔内，所述空腔通过下部的连接通道与下方的基座通道相通，使等压腔与所测环境相通；所述芯体座下部与基座固定在一起；所述电路板组件固定在芯体座上，与压力芯体电连接；所述壳体下端与基座固定，壳体上端与上盖固定，连接器组件穿过上盖并固定在上盖上，连接器组件与压力芯体电连接。

2.根据权利要求1所述的采用等压腔的多通道压力变送器，其特征在于：所述芯体座下端加工激光焊接圆柱面、外圆配合面与外螺纹，对应的基座有激光焊接圆柱面、内圆配合面与内螺纹，通过内、外圆配合面使芯体座与基座之间激光焊接圆柱面对齐，通过螺纹预紧，使芯体座和基座的焊接部位贴紧。

3.根据权利要求1所述的采用等压腔的多通道压力变送器，其特征在于：所述芯体座上端二侧分别设置固定耳，所述电路板组件的印制板设置凹槽，印制板通过凹槽插入到所述芯体座上端，并靠在固定耳上而固定在芯体座上。

4.根据权利要求1所述的采用等压腔的多通道压力变送器，其特征在于：所述电路板组件通过挠性印制导线与压力芯体电连接。

5.根据权利要求1所述的采用等压腔的多通道压力变送器，其特征在于：所述基座上加工圆形凹槽，防水透气膜放置在凹槽中，凹槽中心开竖孔，并与外侧横向槽型通气口连通。

6.根据权利要求1所述的采用等压腔的多通道压力变送器，其特征在于：所述连接器组件装在上盖上，通过挠性印制导线与电路板组件连接。

7.根据权利要求1所述的采用等压腔的多通道压力变送器，其特征在于：所述连接器组件包括连接器、紧固件、密封件，连接器内侧用紧固件夹紧，外侧接合面设置密封件进行密封。

8.根据权利要求1所述的采用等压腔的多通道压力变送器，其特征在于：所述压力芯体沿空腔圆周均匀分布。

9.根据权利要求1所述的采用等压腔的多通道压力变送器，其特征在于：所述芯体座与压力芯体通过激光焊接。

10.根据权利要求1所述的采用等压腔的多通道压力变送器，其特征在于：所述壳体与上盖、基座均通过激光焊接。