CN110411648A - 一种压力变送器、压力检测装置以及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力变送器、压力检测装置以及工程机械，压力变送器包括相互连接成为一体的电连接器和引压嘴，引压嘴中设有压力检测通路和用于检测压力检测通路中压力的压力敏感元件，电连接器内设有信号调理电路板，压力敏感元件、信号调理电路板、电连接器依次电连接；此外，压力变送器还包括为信号调理电路板兼具屏蔽和散热功能的金属屏蔽罩、用于缓冲被检测高压介质冲击的压力缓冲通道；压力检测装置以及工程机械则均包含前述压力变送器。本发明结构小巧紧凑，能够防止振动造成电路板松动，解决电路板长时间工作发热的问题且屏蔽外界的电磁干扰信号，电路板连接组装方便快捷，能有效缓冲高压介质对压力敏感元件的冲击。

Description

一种压力变送器、压力检测装置以及工程机械

技术领域

本发明涉及压力变送器领域，具体涉及一种压力变送器、压力检测装置以及工程机械。

背景技术

压力变送器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备，是工业现场应用最为常见的传感器之一，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、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

现有压力变送器普遍存在下述技术问题：由于工业现场往往压力冲击大，这会使压力变送器的压力敏感元件受到强烈冲击，长时间冲击会造成压力变送器零点发生漂移。而且使用环境振动强烈，电磁干扰严重，电路板长时间工作发热，这些原因都严重影响到压力变送器的精度和长期稳定性。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种压力变送器、压力检测装置以及工程机械，本发明的压力变送器结构小巧紧凑，能够防止振动造成电路板松动，且通过压力缓冲通道能够缓冲被检测高压介质对压力敏感元件的直接冲击，从而可以抑制压力敏感元件受高压介质冲击而发生性能发生劣化，具有检测准确度高、使用寿命长的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种压力变送器，包括相互连接成为一体的电连接器和引压嘴，所述引压嘴中设有压力检测通路和用于检测压力检测通路中压力的压力敏感元件，所述电连接器内设有信号调理电路板，所述压力敏感元件、信号调理电路板、电连接器依次电连接，所述压力检测通路中位于端部的开口和内侧的压力敏感元件之间设有用于缓冲被检测高压介质冲击的压力缓冲通道，所述压力缓冲通道为弯折管路通道或者弯曲管路通道。

可选地，所述压力检测通路为直通孔且压力敏感元件位于压力检测通路的底部，所述压力检测通路中插设有缓冲器，所述缓冲器将压力检测通路分隔为内、外两部分，所述压力缓冲通道设于缓冲器上。

可选地，所述压力缓冲通道由纵向检测盲孔和至少一条和纵向检测盲孔连通的横向检测孔构成，所述纵向检测盲孔设于缓冲器的外侧端面上，所述缓冲器的内侧外壁上设有台阶部，所述横向检测孔设于台阶部的侧壁上。

可选地，所述缓冲器与压力检测通路的内壁通过螺纹配合。

可选地，所述压力敏感元件为溅射薄膜压敏元件，所述引压嘴的内侧端部设有插接头，所述插接头和溅射薄膜压敏元件的检测孔插接配合且保持密封。

可选地，所述压力敏感元件的外部还套设有转接支架，所述转接支架上安装有转接电路板，所述压力敏感元件的连接电极和转接电路板上的电连接端子电连接，所述转接电路板上的电连接端子、信号调理电路板上的电连接端子两者中一者为插针端子、另一者为插孔端子，所述插针端子插设在插孔端子中实现电连接。

可选地，所述信号调理电路板上设有金属屏蔽罩，所述金属屏蔽罩的边缘设有至少一条金属片，所述金属屏蔽罩的中部和信号调理电路板上的电子元器件接触，所述金属片焊接在信号调理电路板上，且所述金属片的端部伸出与电连接器的金属外壳或引压嘴保持面接触。

可选地，所述电连接器的内侧设有安装槽，所述信号调理电路板设于安装槽内，所述安装槽内设有与电连接器的外部连接端子电连接导通的内部连接端子，所述内部连接端子和信号调理电路板之间焊接连接固定。

本发明提供一种压力检测装置，包括压力检测模块、A/D转换电路和微处理器，所述压力检测模块为前述的压力变送器。

本发明提供一种工程机械，包括工程机械本体，所述工程机械本体中设有采用液压油或者压缩空气作为动力的驱动装置以及用于检测液压油或者压缩空气的压力检测装置，所述驱动装置包括执行机构、驱动泵以及用于存储液压油或者压缩空气的存储容器，所述存储容器通过驱动泵与执行机构相连，所述压力检测装置包括压力检测模块、A/D转换电路和微处理器，所述压力检测模块为前述的压力变送器。

和现有技术相比，本发明具有下述优点：

1、本发明包括相互连接成为一体的电连接器和引压嘴，引压嘴中设有压力检测通路和用于检测压力检测通路中压力的压力敏感元件，电连接器内设有信号调理电路板，结构小巧紧凑，能够防止振动造成电路板松动，集成度高，大大降低了原材料成本。

2、本发明通过压力缓冲通道能够缓冲被检测高压介质对压力敏感元件的直接冲击，从而可以抑制压力敏感元件受高压介质冲击而发生性能发生劣化，具有检测准确度高、使用寿命长的优点。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的主视结构示意图。

图3为本发明实施例的俯视结构示意图。

图4为图3的A-A剖视结构示意图。

图5为本发明实施例的立体分解结构示意图。

图例说明：1、电连接器；11、金属外壳；111、第一密封圈；12、安装槽；13、外部连接端子；14、内部连接端子；2、引压嘴；20、压力检测通路；21、缓冲器；210、压力缓冲通道；211、纵向检测盲孔；212、横向检测孔；213、台阶部；22、插接头；23、外螺纹段；24、第二密封圈；3、压力敏感元件；31、转接支架；32、转接电路板；321、插孔端子；4、信号调理电路板；41、金属屏蔽罩；411、金属片；42、插针端子。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例的压力变送器包括相互连接成为一体的电连接器1和引压嘴2，引压嘴2中设有压力检测通路20和用于检测压力检测通路20中压力的压力敏感元件3，电连接器1内设有信号调理电路板4，压力敏感元件3、信号调理电路板4、电连接器1依次电连接，压力检测通路20中位于端部的开口和内侧的压力敏感元件3之间设有用于缓冲被检测高压介质冲击的压力缓冲通道210，压力缓冲通道210为弯折管路通道或者弯曲管路通道。本实施例的压力变送器结构小巧紧凑，能够防止振动造成电路板松动，且通过压力缓冲通道210能够缓冲被检测高压介质对压力敏感元件3的直接冲击，从而可以抑制压力敏感元件受高压介质冲击而发生性能发生劣化，具有检测准确度高、使用寿命长的优点。而且，本实施例的压力变送器包括相互连接成为一体的电连接器1和引压嘴2，电连接器1内设有信号调理电路板4，通过电连接器1提供开放的输出接口，由于接口开放，不受使用现场管路接口及电气接口要求的影响，可在工厂进行大批量规模化生产，且可通过总结分析相同生产工艺下制造的产品，便于针对产品进行统一的温度补偿及线性修正，而且生产时不需要依赖特定的高/低温环境，大大降低了生产成本、大大提高了生产效率、提高了产品一致性。

电连接器1为采用绝缘材料制成。针对电路板外接引线焊接麻烦的问题，参见图4和图5，电连接器1的内侧设有安装槽12，信号调理电路板4设于安装槽12内，安装槽12内设有与电连接器1的外部连接端子13电连接导通的内部连接端子14，内部连接端子14和信号调理电路板4之间焊接连接固定。因此，在电连接器1成型的时候直接将内部连接端子14对准信号调理电路板4的引脚焊接的位置，装配的时候直接将信号调理电路板4焊接在电连接器1上即可，这样既方便了引线焊接同时也对信号调理电路板4起到了固定作用。

本实施例中，电连接器1为航空插头，具体为4P航空插头，外部连接端子13具体采用四芯插针，此外也可以根据需要采用四芯母插。此外，为了实现金属外壳11和电连接器1之间的密封，本实施例中在金属外壳11和电连接器1之间还设有第一密封圈111。

需要说明的是，压力检测通路20的基本原理是利用弯折管路通道或者弯曲管路通道来缓冲被检测高压介质对压力敏感元件3的冲击。基于上述原理，可以采用多种可行的方式，例如直接在引压嘴2的前端加工处弯折管路通道或者弯曲管路通道作为用于缓冲被检测高压介质冲击的压力缓冲通道210。

如图4所示，本实施例中为了便于引压嘴2的加工，压力检测通路20为直通孔且压力敏感元件3位于压力检测通路20的底部，压力检测通路20中插设有缓冲器21，缓冲器21将压力检测通路20分隔为内、外两部分，压力缓冲通道210设于缓冲器21上。通过上述结构，可以将压力缓冲通道210的加工转接到缓冲器21上，使得加工及组装都更方便快捷。

如图4所示，本实施例中，压力缓冲通道210由纵向检测盲孔211和至少一条和纵向检测盲孔211连通的横向检测孔212构成，纵向检测盲孔211设于缓冲器21的外侧端面上，缓冲器21的内侧外壁上设有台阶部213，横向检测孔212设于台阶部213的侧壁上。当有高压介质冲击时，首先是对缓冲器21进行冲击，然后再通过纵向检测盲孔211从缓冲器21的侧面的横向检测孔212溢出作用在压力敏感元件3上，这样即避免了高压介质对压力敏感元件3的直接冲击。而且压力缓冲通道210由纵向检测盲孔211和至少一条和纵向检测盲孔211连通的横向检测孔212构成，上述压力缓冲通道210的结构可以通过简单的钻孔作业完成，加工简单方便。

除了本实施例记载的上述压力缓冲通道210的结构以外，也可以采用在缓冲器21的两端分别布置纵向检测盲孔211，且将两端纵向检测盲孔211通过中间的横向检测孔212保持相互连通的结构，这样构成的压力缓冲通道210同样也可以起到缓冲的作用；此外，也可以根据需要采用浇铸或者拼接方式形成压力缓冲通道210，在此不再展开说明。

如图4所示，本实施例中缓冲器21与压力检测通路20的内壁通过螺纹配合，相对采用过盈配合的装配方式而言，具有安装方便，配合紧固，不易脱落的优点。

如图4和图5所示，引压嘴2的端部设有外螺纹段23，用于和被检测高压介质的容器/管道壁相连，而且外螺纹段23的根部形成台阶部，该台阶部端面上设有第二密封圈24，用于实现和被检测高压介质的容器/管道之间的可靠密封。

如图4所示，压力敏感元件3为溅射薄膜压敏元件，引压嘴2的内侧端部设有插接头22，插接头22和溅射薄膜压敏元件的检测孔插接配合且保持密封（可通过激光焊接等焊接工艺实现密封），使得装配简单方便。溅射薄膜压敏元件为现有的压力敏感元件，起将压力信号转换为电压信号的作用。

如图4和图5所示，压力敏感元件3的外部还套设有转接支架31，转接支架31上安装有转接电路板32，压力敏感元件3的连接电极和转接电路板32上的电连接端子电连接，转接电路板32上的电连接端子、信号调理电路板4上的电连接端子两者中一者为插针端子42、另一者为插孔端子321，插针端子42插设在插孔端子321中实现电连接。参见图4，本实施例中具体为信号调理电路板4上设有插针端子42，转接电路板32上设有插孔端子321，通过上述方式，可以使得调理电路板4结构更紧凑，有利于减少本实施例的压力变送器的体积。

为解决振动造成电路板松动，电路板长时间工作发热和存在外界电磁干扰的问题，如图4和图5所示，信号调理电路板4上设有金属屏蔽罩41，金属屏蔽罩41的边缘设有至少一条金属片411，金属屏蔽罩41的中部和信号调理电路板4上的电子元器件接触（确保导热效果），金属片411焊接在信号调理电路板4上（用于固定信号调理电路板4），且金属片411的端部伸出和金属外壳11保持面接触（利用金属外壳11散热）。本实施例中金属屏蔽罩41有四个金属片411，安装时四个金属片411焊接在信号调理电路板4上，同时四个金属片411伸出的部分与电连接器1外部的金属外壳11紧密接触，金属屏蔽罩41中间位置与信号调理电路板4紧密接触（不会短路）。如此结构设计，实现了一物多用：一、可将信号调理电路板4的热量通过金属屏蔽罩41传导到金属外壳11上，充当散热片的作用，解决信号调理电路板4的工作发热的问题；二、金属屏蔽罩41既与信号调理电路板4焊接在一起，又与金属外壳11接触，起到了接地屏蔽作用，提高了压力变送器的抗干扰能力；三、金属屏蔽罩41将信号调理电路板4压住，起到了固定信号调理电路板4的作用。此外，也可以根据需要将金属片411的端部伸出和引压嘴2保持面接触以实现利用引压嘴2作为散热器来进行散热。

本实施例的压力变送器的装配过程如下：

1）装配电连接器1：首先在信号调理电路板4上焊接好插针端子42，将信号调理电路板4放置在电连接器1的安装槽内，使得电连接器1的内部连接端子14、信号调理电路板4的引脚焊接的位置对齐并焊接固定。

2）装配引压嘴2：在引压嘴2的插接头22上安装并焊接好压力敏感元件3，安装转接支架31以及转接电路板32，将转接电路板32的电极连接端子和压力敏感元件3的电极连接端子相连；

3）连接电连接器1以及引压嘴2：将信号调理电路板4的插针端子42插设在插孔端子321中实现电连接器1、配引压嘴2的物理连接，以及信号调理电路板4、转接电路板32之间的电连接，插入就位后金属屏蔽罩41的金属片411的端部伸出于外壁上；

4）封装：将电连接器1上套设第一密封圈111，然后再在电连接器1上套设好金属外壳11，使得金属外壳11的内壁和金属片411的端部伸出部分保持面接触，从而可以利用金属外壳11来进行散热；将电连接器1的金属外壳11、引压嘴2两者的接缝处焊接或者粘结固定即可。

此外，本实施例提供一种压力检测装置，包括压力检测模块、A/D转换电路和微处理器，压力检测模块为前述的压力变送器。

此外，本实施例提供一种工程机械，包括工程机械本体，工程机械本体中设有采用液压油或者压缩空气作为动力的驱动装置以及用于检测液压油或者压缩空气的压力检测装置，驱动装置包括执行机构、驱动泵以及用于存储液压油或者压缩空气的存储容器，存储容器通过驱动泵与执行机构相连，压力检测装置包括压力检测模块、A/D转换电路和微处理器，压力检测模块为前述的压力变送器。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压力变送器，其特征在于：包括相互连接成为一体的电连接器（1）和引压嘴（2），所述引压嘴（2）中设有压力检测通路（20）和用于检测压力检测通路（20）中压力的压力敏感元件（3），所述电连接器（1）内设有信号调理电路板（4），所述压力敏感元件（3）、信号调理电路板（4）、电连接器（1）依次电连接，所述压力检测通路（20）中位于端部的开口和内侧的压力敏感元件（3）之间设有用于缓冲被检测高压介质冲击的压力缓冲通道（210），所述压力缓冲通道（210）为弯折管路通道或者弯曲管路通道。

2.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述压力检测通路（20）为直通孔且压力敏感元件（3）位于压力检测通路（20）的底部，所述压力检测通路（20）中插设有缓冲器（21），所述缓冲器（21）将压力检测通路（20）分隔为内、外两部分，所述压力缓冲通道（210）设于缓冲器（21）上。

3.根据权利要求2所述的压力变送器，其特征在于：所述压力缓冲通道（210）由纵向检测盲孔（211）和至少一条和纵向检测盲孔（211）连通的横向检测孔（212）构成，所述纵向检测盲孔（211）设于缓冲器（21）的外侧端面上，所述缓冲器（21）的内侧外壁上设有台阶部（213），所述横向检测孔（212）设于台阶部（213）的侧壁上。

4.根据权利要求3所述的压力变送器，其特征在于：所述缓冲器（21）与压力检测通路（20）的内壁通过螺纹配合。

5.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述压力敏感元件（3）为溅射薄膜压敏元件，所述引压嘴（2）的内侧端部设有插接头（22），所述插接头（22）和溅射薄膜压敏元件的检测孔插接配合且保持密封。

6.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述压力敏感元件（3）的外部还套设有转接支架（31），所述转接支架（31）上安装有转接电路板（32），所述压力敏感元件（3）的连接电极和转接电路板（32）上的电连接端子电连接，所述转接电路板（32）上的电连接端子、信号调理电路板（4）上的电连接端子两者中一者为插针端子（42）、另一者为插孔端子（321），所述插针端子（42）插设在插孔端子（321）中实现电连接。

7.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述信号调理电路板（4）上设有金属屏蔽罩（41），所述金属屏蔽罩（41）的边缘设有至少一条金属片（411），所述金属屏蔽罩（41）的中部和信号调理电路板（4）上的电子元器件接触，所述金属片（411）焊接在信号调理电路板（4）上，且所述金属片（411）的端部伸出与电连接器（1）外部的金属外壳（11）或引压嘴（2）保持面接触。

8.根据权利要求1所述的压力变送器，其特征在于：所述电连接器（1）的内侧设有安装槽（12），所述信号调理电路板（4）设于安装槽（12）内，所述安装槽（12）内设有与电连接器（1）的外部连接端子（13）电连接导通的内部连接端子（14），所述内部连接端子（14）和信号调理电路板（4）之间焊接连接固定。

9.一种压力检测装置，包括压力检测模块、A/D转换电路和微处理器，其特征在于，所述压力检测模块为权利要求1～8中任意一项所述的压力变送器。

10.一种工程机械，包括工程机械本体，所述工程机械本体中设有采用液压油或者压缩空气作为动力的驱动装置以及用于检测液压油或者压缩空气的压力检测装置，所述驱动装置包括执行机构、驱动泵以及用于存储液压油或者压缩空气的存储容器，所述存储容器通过驱动泵与执行机构相连，所述压力检测装置包括压力检测模块、A/D转换电路和微处理器，其特征在于，所述压力检测模块为权利要求1～8中任意一项所述的压力变送器。