CN110823442B - 一种电容式压力传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子器件技术领域，且公开了一种电容式压力传感器，包括壳体，所述壳体的底部固定连接有膜片，所述壳体底部的内壁固定连接有O形圈，所述膜片的一侧放置有挡板，所述挡板的底部固定连接有弧形板，所述挡板的外侧固定连接有传递膜，所述膜片与传递膜之间填充有液体。该电容式压力传感器，通过硅油使得传递膜与弧形板有着一定的距离，硅油将传递膜收到的力传递给膜片，将膜片的变形量转换成传递膜的位移，通过控制弧形板与传递膜之间的距离来掌控膜片的变形量，当压力到达膜片的最大上限时，传递膜与弧形板贴合，挡板将力分散到壳体上，避免膜片因为压力超过承载力产生断裂事件，从而提高了整体装置的抗过载力。
Description
技术领域
本发明涉及电子器件技术领域，具体为一种电容式压力传感器。
背景技术
电容式压力传感器可以使用在内燃机的燃烧室的内部，燃烧室内部的压力作用在膜片上，使得膜片变凹从而改变膜片、电极板之间的距离，此时膜片、电极板之间的电容平衡被打破，然后产生电量，通过引线将电信号传递出去，从而达到监测的目的。
然而现有的压力传感器存在问题：
1、膜片与壳体之间的连接是直角连接，当膜片变形到一定凹度的时候，膜片会翘起，从而影响壳体内部的密封性。
膜片的检测是有一定上限的，然而随着燃烧室不断地燃烧，燃烧室内部的压力不断增大，使得燃烧室内部的压力远远大于膜片的检测上限，此时膜片就会断裂，传感器报警，停止工作，壳体内部的零部件会通过膜片的断裂口进入燃烧室，严重时会产生爆炸。
发明内容
针对压力传感器的不足，本发明提供了一种电容式压力传感器，具备抗负载大、结构稳定的优点，解决了密封性、负载力小问题。
本发明提供如下技术方案：一种电容式压力传感器，包括壳体，所述壳体的外侧固定套接有安装夹紧螺母，所述壳体的顶部固定连接有连接器，所述壳体中部的外侧固定连接有密封环，所述壳体的底部固定连接有膜片，所述壳体的内壁固定连接有电极板，所述壳体内部的上方固定连接有集成电路放大器，所述集成电路放大器的上方固定连接有引线，所述壳体底部的内壁固定连接有O形圈，所述膜片的一侧放置有挡板，所述挡板的底部固定连接有弧形板，所述挡板的外侧固定连接有传递膜。
优选的，所述壳体的底部为阶梯形，所述壳体通过O形圈与膜片传动连接。
优选的，所述弧形板的内部开设有网孔，所述弧形板的形状与传递膜的形状相互适配。
优选的，所述膜片与传递膜之间填充有液体，所述液体的材质为硅油。
优选的，所述传递膜通过挡板与膜片传动连接。
与压力传感器对比，本发明具备以下有益效果：
该电容式压力传感器，通过传递膜与膜片之间充满硅油使得传递膜与弧形板有着一定的距离，当硅油受到压力时，传递膜逐渐内凹推动硅油流动，通过弧形板的网孔使得膜片内凹，将膜片的变形量转换成传递膜的位移，通过控制弧形板与传递膜之间的距离来掌控膜片的变形量，此时挡板不断挤压膜片的两侧，通过壳体的阶梯形状与O形圈的配合，使得膜片侧边不断挤压O形圈，避免了膜片在内凹的过程中翘边；当压力到达膜片的最大上限时，传递膜与弧形板贴合，此时膜片保持现状不再变形，因为壳体的承载上限是大于膜片的承载上限的，此时通过挡板将力分散到壳体上，避免膜片因为压力超过承载力产生断裂事件，从而提高了整体装置的抗过载力，即使到达膜片的最大上限时也不需要将传感器停止工作，从而保证传感器可以一直工作，增强了传感器的工作效率。
附图说明
图1为原有技术的示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明到达预定压力之前液体13的剖视图；
图4为本发明到达预定压力之后液体13的剖视图。
图中：1、壳体；2、安装夹紧螺母；3、连接器；4、密封环；5、膜片；6、电极板；7、集成电路放大器；8、引线；9、O形圈；10、挡板；11、弧形板；12、传递膜；13、液体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，一种电容式压力传感器，包括壳体1，壳体1的外侧固定套接有安装夹紧螺母2，壳体1的顶部固定连接有连接器3，壳体1中部的外侧固定连接有密封环4，壳体1的底部固定连接有膜片5，壳体1的内壁固定连接有电极板6，壳体1内部的上方固定连接有集成电路放大器7，集成电路放大器7的上方固定连接有引线8，壳体1底部的内壁固定连接有O形圈9，膜片5的一侧放置有挡板10，挡板10的底部固定连接有弧形板11，挡板10的外侧固定连接有传递膜12。
其中，壳体1的底部为阶梯形，壳体1通过O形圈9与膜片5传动连接，将膜片5放置在壳体1的阶梯型凹槽内部，膜片5挤压O形圈9使得膜片5的侧边不会变形翘起。
其中，弧形板11的内部开设有网孔，通过弧形板11的网孔使得液体13可以通过弧形板11传递给膜片5，弧形板11的形状与传递膜12的形状相互适配，当压力超过上限时，可以保证弧形板11与传递膜12完全贴合。
其中，膜片5与传递膜12之间填充有液体13，液体13的材质为液体，燃烧室会给予传递膜12一个压力(压力的表示符号为F)，因为硅油属于零损失的材质，在传递力的过程中并不会消耗力，所以膜片5将得到全部的压力F，不会影响传感器的精度。
其中，传递膜12通过挡板10与膜片5传动连接，当压力处于正常范围值之内的时候，传递膜12受力挤压挡板10从而挤压膜片5的粘接处，使得膜片5与壳体1之间连接更紧密，避免了壳体1翘边；当压力过大膜片5不再改变形状时，传递膜12收到的所有压力都将通过挡板10传递分散到壳体1的侧面，保护膜片5不会折断。
工作原理，压力F挤压传递膜12使得传递膜12内凹，传递膜12推动液体13流动使得液体13通过弧形板11的网孔挤压膜片5，此时膜片5发生内凹，膜片5表面的电极产生变化，通过膜片5与电极板6之间距离减小，根据电容板定理知道，此时膜片5、电极板6之间平衡被打破，产生电量，通过引线8将电信号传递出去，当F的数值过大时，传递膜12与弧形板11完全贴合，弧形板11为刚性件不容易变形，所以此时膜片5与传递膜12之间体积不再改变，即膜片5内凹的距离不再改变，此时通过挡板10将F分散至壳体1的侧面，壳体1的承载力大于膜片5的承载力，传感器保持最大数值不变，但是仍然持续工作。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种电容式压力传感器，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)的外侧固定套接有安装夹紧螺母(2)，所述壳体(1)的顶部固定连接有连接器(3)，所述壳体(1)中部的外侧固定连接有密封环(4)，所述壳体(1)的底部固定连接有膜片(5)，所述壳体(1)的内壁固定连接有电极板(6)，所述壳体(1)内部的上方固定连接有集成电路放大器(7)，所述集成电路放大器(7)的上方固定连接有引线(8)，所述壳体(1)底部的内壁固定连接有O形圈(9)，所述膜片(5)的一侧放置有挡板(10)，所述挡板(10)的底部固定连接有弧形板(11)，所述挡板(10)的外侧固定连接有传递膜(12)，所述弧形板(11)的内部开设有网孔，所述弧形板(11)的形状与传递膜(12)的形状相互适配，所述膜片(5)与传递膜(12)之间填充有液体(13)，所述液体(13)的材质为硅油。
2.根据权利要求1所述的一种电容式压力传感器，其特征在于：所述壳体(1)的底部为阶梯形，所述壳体(1)通过O形圈(9)与膜片(5)传动连接。
3.根据权利要求1所述的一种电容式压力传感器，其特征在于：所述传递膜(12)通过挡板(10)与膜片(5)传动连接。
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