CN111964811A - 一种抗干扰压力变送器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗干扰压力变送器，包括测量膜片、膜片安装座和变送器本体，测量膜片安装在膜片安装座上，且通过膜片安装座安装在被测量元件上，测量膜片与变送器本体电性相连，还包括减震元件和屏蔽电线，减震元件安装于膜片安装座和被测量元件之间，测量膜片通过屏蔽电线与变送器本体电性相连，屏蔽电线从内向外依次为导线、绝缘层、金属编织套管和外护套，金属编织套管连接有引出线，引出线远离金属编织套管的一端位于外护套的外侧；本发明不但具有降低外界环境振动对测量膜片形变影响的功能，即使外界环境振动较大，也不易导致测量膜片的形变量失真，可有效保证测量结果的准确性，而且本发明具有更好的抗电磁干扰的功能。

Description

一种抗干扰压力变送器

技术领域

本发明涉及压力变送器技术领域，具体为一种抗干扰压力变送器。

背景技术

压力变送器是一种接受压力变量,经传感转换后,将压力变化量按一定比例转换为标准输出信号的仪表。压力变送器产生的标准输出信号会受到外界电磁信号的干扰，使得信号失真，直接导致无法测量或者测量不准的问题出现。

申请号为CN201520397006.7的中国实用新型专利公开了一种抗干扰压力变送器，包括壳体、屏蔽腔、信号采集单元、压力传感器、信号处理电路和存储装置；屏蔽腔设置于壳体内部，所述压力传感器引出线分别与信号采集单元和信号处理电路连接；信号处理电路将处理后的信号传输到存储装置；压力传感器和信号处理电路设置于屏蔽腔中；压力传感器引出线设置有屏蔽套管。上述实用新型通过信号采集单元将压力信号输送到信号处理电路中进行处理；将压力信号转换成数字信号输送到数字传输装置，信号处理在设置于壳体上的屏蔽腔内进行；在由设置有屏蔽套管的压力传感器引出线进行传输；增加了信号的稳定性和可靠性，能够避免复杂环境给有效信号传输带来的干扰。

但是，上述的抗干扰压力变送器只解决了避免被外界电磁信号干扰的问题，没有考虑到外界环境的振动对压力变送器的影响，不论是电容式的压力变送器，还是扩散硅式的压力变送器或者陶瓷式的压力变送器，其测量基础都是测量膜片产生微小的形变，当外界环境振动较大时，测量膜片难免受到影响，使得测量形变量失真，从而导致测量结果不准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗干扰压力变送器，旨在改善现有的抗干扰压力变送器因不具有降低外界环境振动对测量膜片形变影响的功能，使得当外界环境振动较大时，测量膜片形变量失真，导致测量结果不准确的问题。

本发明是这样实现的：一种抗干扰压力变送器，包括测量膜片、膜片安装座和变送器本体，所述测量膜片安装在膜片安装座上，且通过膜片安装座安装在被测量元件上，所述测量膜片与变送器本体电性相连，还包括：

减震元件，所述减震元件安装于膜片安装座和被测量元件之间；

屏蔽电线，所述测量膜片通过屏蔽电线与变送器本体电性相连，所述屏蔽电线从内向外依次为导线、绝缘层、金属编织套管和外护套，所述金属编织套管连接有引出线，所述引出线远离金属编织套管的一端位于外护套的外侧。

进一步的，所述减震元件包括弹簧和弹性密封垫片，所述膜片安装座包括位于上端的法兰盘部和位于下端的膜片安装部，所述膜片安装部为中空结构，所述测量膜片安装在膜片安装部的下端口；所述膜片安装座的法兰盘部位于膜片安装部的外侧部位上设置有多个第一安装通孔，所述膜片安装座使用安装螺栓安装在被测量元件上，所述弹簧设置有多个，其数量与安装螺栓相同，且一一对应地套设于安装螺栓的杆部上；所述弹性密封垫片使用橡胶材料制成，所述弹性密封垫片上设置有供膜片安装座的法兰盘部通过的测量通孔，且测量通孔的孔壁与法兰盘部的外壁之间形成密封，所述弹性密封垫片上位于测量通孔的外侧设置有多个第二安装通孔，所述第二安装通孔的数量与第一安装通孔相同，且位置一一对应设置，所述安装螺栓的杆部穿过第一安装通孔、弹簧和第二安装通孔将膜片安装座安装在被测量元件上。

进一步的，所述膜片安装座的法兰盘部的下端面上设置有多个第一弹簧安装限位槽，所述第一弹簧安装限位槽的数量与第一安装通孔相同，所述第一弹簧安装限位槽呈圆环形结构，且一一对应地设置于第一安装通孔的外侧。

进一步的，所述弹性密封垫片中设置有夹层，且此夹层中设置有环状的金属片，所述弹性密封垫片的上端面上设置有多个第二弹簧安装限位槽，所述第二弹簧安装限位槽的数量与第二安装通孔相同，所述第二弹簧安装限位槽呈圆环形结构，且一一对应地设置于第二安装通孔的外侧，各所述的第二弹簧安装限位槽均在金属片的垂直投影范围内。

进一步的，所述膜片安装座的法兰盘部的外侧壁上设置有外螺纹结构，所述膜片安装座上螺纹安装有套筒，所述套筒的下端开口设置，上端封闭设置，且套筒的下端内壁上设置有与膜片安装座的外螺纹结构相适配的内螺纹结构，所述套筒的内壁上设置有吸音棉层，所述套筒的上端壁上设置有供屏蔽电线穿过的穿线通孔，所述穿线通孔贯穿套筒上端内壁上设置的吸音棉层。

进一步的，所述穿线通孔的孔壁上设置有橡胶套，所述屏蔽电线由橡胶套中穿过，且屏蔽电线与橡胶套相互挤压。

进一步的，所述套筒的外圆柱壁上设置有多个防滑纹，多个所述的防滑纹沿着套筒圆周方向均匀设置，所述防滑纹为沿着套筒的轴向方向设置的竖直纹。

进一步的，所述膜片安装座的膜片安装部横截面的外轮廓为圆形，所述弹性密封垫片的测量通孔为圆柱形通孔结构，所述膜片安装部由测量通孔中穿过，且膜片安装部的外壁与测量通孔的孔壁之间为过盈配合，所述膜片安装部的下端外侧设置有倒角或者圆角结构。

进一步的，所述膜片安装座的上端面上设置有振动传感器，所述振动传感器与变送器本体中的信号处理电路电性相连，所述变送器本体的信号处理电路中设置有振动补偿模块，所述振动补偿模块用于补偿膜片安装座振动对测量结果造成的影响。

进一步的，所述振动传感器通过屏蔽电线与变送器本体中的信号处理电路电性相连，所述套筒上端壁上设置的穿线通孔有两个，两个所述的穿线通孔的孔壁上均设置有橡胶套，两个所述的屏蔽电线分别由一个穿线通孔中设置的橡胶套中穿过，且均与橡胶套相互挤压。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明不但具有降低外界环境振动对测量膜片形变影响的功能，即使外界环境振动较大，也不易导致测量膜片的形变量失真，可有效保证测量结果的准确性，而且本发明具有更好的抗电磁干扰的功能。

2、膜片安装座外设置有套筒，套筒的内壁上设置有吸音棉层，通过套筒和吸音棉层的设置，可有效减少外界噪音对膜片安装座和测量膜片的影响，如此设置，即使本发明在噪音大的环境中工作时也能有效保证测量结果。

3、膜片安装座的上端面上设置有振动传感器，振动传感器与变送器本体中的信号处理电路电性相连，变送器本体的信号处理电路中设置有振动补偿模块，振动补偿模块用于补偿膜片安装座振动对测量结果造成的影响。如此设置，可进一步提高本发明的抗干扰能力。

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是本发明一种抗干扰压力变送器的结构示意图；

图2是本发明一种抗干扰压力变送器去除变送器本体时在斜俯视角下的立体结构示意图；

图3是本发明一种抗干扰压力变送器去除变送器本体时在斜仰视角下的立体结构示意图；

图4是图2去除套筒时的立体结构示意图；

图5是图3去除套筒时的立体结构示意图；

图6是本发明一种抗干扰压力变送器的膜片安装座在斜俯视角下的立体结构示意图；

图7是本发明一种抗干扰压力变送器的膜片安装座在斜仰视角下的立体结构示意图；

图8是本发明一种抗干扰压力变送器的弹性密封垫片的立体结构示意图；

图9是本发明一种抗干扰压力变送器的弹性密封垫片的截面视图；

图10是本发明一种抗干扰压力变送器的屏蔽电线的结构示意图。

图中：1、测量膜片；2、膜片安装座；201、法兰盘部；202、膜片安装部；203、第一安装通孔；204、第一弹簧安装限位槽；205、外螺纹结构；206、圆角结构；3、变送器本体；4、屏蔽电线；401、导线；402、绝缘层；403、金属编织套管；404、外护套；405、引出线；6、弹簧；7、弹性密封垫片；701、测量通孔；702、第二安装通孔；703、第二弹簧安装限位槽；8、安装螺栓；9、金属片；10、套筒；1001、穿线通孔；1002、防滑纹；11、橡胶套；12、振动传感器。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

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。

一种抗干扰压力变送器，请参阅图1和图10，包括测量膜片1、膜片安装座2和变送器本体3，测量膜片1安装在膜片安装座2上，且通过膜片安装座2安装在被测量元件上，测量膜片1通过屏蔽电线4与变送器本体3电性相连，屏蔽电线4从内向外依次为导线401、绝缘层402、金属编织套管403和外护套404，金属编织套管403连接有引出线405，引出线405远离金属编织套管403的一端位于外护套404的外侧。

请参阅图4、图5、图6、图7和图8，本发明还包括减震元件，减震元件包括弹簧6和弹性密封垫片7，膜片安装座2包括位于上端的法兰盘部201和位于下端的膜片安装部202，膜片安装部202为中空结构，测量膜片1安装在膜片安装部202的下端口；膜片安装座2的法兰盘部201位于膜片安装部202的外侧部位上设置有多个第一安装通孔203，膜片安装座2使用安装螺栓8安装在被测量元件上，弹簧6设置有多个，其数量与安装螺栓8相同，且一一对应地套设于安装螺栓8的杆部上；弹性密封垫片7使用橡胶材料制成，弹性密封垫片7上设置有供膜片安装座2的法兰盘部201通过的测量通孔701，且测量通孔701的孔壁与法兰盘部201的外壁之间形成密封，弹性密封垫片7上位于测量通孔701的外侧设置有多个第二安装通孔702，第二安装通孔702的数量与第一安装通孔203相同，且位置一一对应设置，安装螺栓8的杆部穿过第一安装通孔203、弹簧6和第二安装通孔702将膜片安装座2安装在被测量元件上。

本发明的工作原理：在弹簧6和弹性密封垫片7的双重减震作用下，使得膜片安装座2安装在被测量元件上后具有很强的减震功能，可有效降低外界环境振动对安装在膜片安装座2上的测量膜片1的影响。而且测量膜片1通过屏蔽电线4与变送器本体3电性相连，屏蔽电线4的导线401外侧设置有绝缘层402、金属编织套管403和外护套404，金属编织套管403具有防止外界电磁信号干扰的作用，所以，测量膜片1向变送器本体3传递信号时不易受到外界电磁信号的干扰，而且金属编织套管403连接有引出线405，通过引出线405可将金属编织套管403上的干扰电流导入大地，使得抗电磁干扰的能力更强。

由上述可知，本发明不但具有降低外界环境振动对测量膜片1形变影响的功能，即使外界环境振动较大，也不易导致测量膜片1的形变量失真，可有效保证测量结果的准确性，而且本发明具有更好的抗电磁干扰的功能。

请参阅图7、图8和图9，膜片安装座2的法兰盘部201的下端面上设置有多个第一弹簧安装限位槽204，第一弹簧安装限位槽204的数量与第一安装通孔203相同，第一弹簧安装限位槽204呈圆环形结构，且一一对应地设置于第一安装通孔203的外侧。弹簧6的上端插设于第一弹簧安装限位槽204中。弹性密封垫片7中设置有夹层，且此夹层中设置有环状的金属片9，弹性密封垫片7的上端面上设置有多个第二弹簧安装限位槽703，第二弹簧安装限位槽703的数量与第二安装通孔702相同，第二弹簧安装限位槽703呈圆环形结构，且一一对应地设置于第二安装通孔702的外侧，弹簧6的下端插设于第二弹簧安装限位槽703中。各第二弹簧安装限位槽703均在金属片9的垂直投影范围内。通过上述技术方案，使得弹簧6在压紧时不会发生非轴向方向的偏移，金属片9用于承接弹簧6给予弹性密封垫片7的压力，使得弹性密封垫片7能够保持住其密封效果。

请参阅图2、图3、图4和图5，膜片安装座2的法兰盘部201的外侧壁上设置有外螺纹结构205，膜片安装座2上螺纹安装有套筒10，套筒10的下端开口设置，上端封闭设置，且套筒10的下端内壁上设置有与膜片安装座2的外螺纹结构205相适配的内螺纹结构，套筒10的内壁上设置有吸音棉层，套筒10的上端壁上设置有供屏蔽电线4穿过的穿线通孔1001，穿线通孔1001贯穿套筒10上端内壁上设置的吸音棉层。通过套筒10和吸音棉层的设置，可有效减少外界噪音对膜片安装座2和测量膜片1的影响，如此设置，即使本发明在噪音大的环境中工作时也能有效保证测量结果。

请参阅图2，穿线通孔1001的孔壁上设置有橡胶套11，屏蔽电线4由橡胶套11中穿过，且屏蔽电线4与橡胶套11相互挤压，如此可有效防止外界噪音由穿线通孔1001进入套筒10中。套筒10的外圆柱壁上设置有多个防滑纹1002，多个防滑纹1002沿着套筒10圆周方向均匀设置，防滑纹1002为沿着套筒10的轴向方向设置的竖直纹，通过防滑纹1002的设置，可方便套筒10在膜片安装座2上的拆装。

请参阅图5、图7和图8，膜片安装座2的膜片安装部202横截面的外轮廓为圆形，弹性密封垫片7的测量通孔701为圆柱形通孔结构，膜片安装部202由测量通孔701中穿过，且膜片安装部202的外壁与测量通孔701的孔壁之间为过盈配合，如此设置使得弹性密封垫片7与膜片安装部202之间形成有效密封，不会发生漏水漏气的问题。膜片安装部202的下端外侧设置有倒角或者圆角结构206，可方便膜片安装部202由测量通孔701中穿过。

请参阅图1和图4，膜片安装座2的上端面上设置有振动传感器12，振动传感器12与变送器本体3中的信号处理电路电性相连，变送器本体3的信号处理电路中设置有振动补偿模块，振动补偿模块用于补偿膜片安装座2振动对测量结果造成的影响。弹簧6、弹性密封垫片7和套筒10内壁上的吸音棉层并不应能完全隔绝外界振动对膜片安装座2和测量膜片1的影响，当外界环境中的振动过大时仍能对测量膜片1的形变量造成影响。振动传感器12将作用于膜片安装座2上的振动传递给变送器本体3中的信号处理电路，当振动强度超过一定幅度时，信号处理电路的振动补偿模块产生补偿系数，用于补偿膜片安装座2振动对测量结果造成的影响。补偿系数的确定可通过实验进行，实验时，对相同工况下，膜片安装座2振动时和不振动时的测量结果进行记录，调节不同的振动幅度，记录多组数据，以此来确定补偿系数。所以，通过上述设置，可进一步提高本发明的抗干扰能力。

请参阅图1和图2，振动传感器12通过屏蔽电线4与变送器本体3中的信号处理电路电性相连，防止振动传感器12传出的信号受到外界电磁信号的干扰。于此同时，套筒10上端壁上的穿线通孔1001需要设置两个，两个穿线通孔1001的孔壁上均设置有橡胶套11，两个屏蔽电线4分别由一个穿线通孔1001中设置的橡胶套11中穿过，且均与橡胶套11相互挤压，防止外界噪音进入套筒10中。

以上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 (10)

1.一种抗干扰压力变送器，包括测量膜片（1）、膜片安装座（2）和变送器本体（3），所述测量膜片（1）安装在膜片安装座（2）上，且通过膜片安装座（2）安装在被测量元件上，所述测量膜片（1）与变送器本体（3）电性相连，其特征在于，还包括：

减震元件，所述减震元件安装于膜片安装座（2）和被测量元件之间；

屏蔽电线（4），所述测量膜片（1）通过屏蔽电线（4）与变送器本体（3）电性相连，所述屏蔽电线（4）从内向外依次为导线（401）、绝缘层（402）、金属编织套管（403）和外护套（404），所述金属编织套管（403）连接有引出线（405），所述引出线（405）远离金属编织套管（403）的一端位于外护套（404）的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种抗干扰压力变送器，其特征在于，所述减震元件包括弹簧（6）和弹性密封垫片（7），所述膜片安装座（2）包括位于上端的法兰盘部（201）和位于下端的膜片安装部（202），所述膜片安装部（202）为中空结构，所述测量膜片（1）安装在膜片安装部（202）的下端口；所述膜片安装座（2）的法兰盘部（201）位于膜片安装部（202）的外侧部位上设置有多个第一安装通孔（203），所述膜片安装座（2）使用安装螺栓（8）安装在被测量元件上，所述弹簧（6）设置有多个，其数量与安装螺栓（8）相同，且一一对应地套设于安装螺栓（8）的杆部上；所述弹性密封垫片（7）使用橡胶材料制成，所述弹性密封垫片（7）上设置有供膜片安装座（2）的法兰盘部（201）通过的测量通孔（701），且测量通孔（701）的孔壁与法兰盘部（201）的外壁之间形成密封，所述弹性密封垫片（7）上位于测量通孔（701）的外侧设置有多个第二安装通孔（702），所述第二安装通孔（702）的数量与第一安装通孔（203）相同，且位置一一对应设置，所述安装螺栓（8）的杆部穿过第一安装通孔（203）、弹簧（6）和第二安装通孔（702）将膜片安装座（2）安装在被测量元件上。

3.根据权利要求2所述的一种抗干扰压力变送器，其特征在于，所述膜片安装座（2）的法兰盘部（201）的下端面上设置有多个第一弹簧安装限位槽（204），所述第一弹簧安装限位槽（204）的数量与第一安装通孔（203）相同，所述第一弹簧安装限位槽（204）呈圆环形结构，且一一对应地设置于第一安装通孔（203）的外侧。

4.根据权利要求3所述的一种抗干扰压力变送器，其特征在于，所述弹性密封垫片（7）中设置有夹层，且此夹层中设置有环状的金属片（9），所述弹性密封垫片（7）的上端面上设置有多个第二弹簧安装限位槽（703），所述第二弹簧安装限位槽（703）的数量与第二安装通孔（702）相同，所述第二弹簧安装限位槽（703）呈圆环形结构，且一一对应地设置于第二安装通孔（702）的外侧，各所述的第二弹簧安装限位槽（703）均在金属片（9）的垂直投影范围内。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种抗干扰压力变送器，其特征在于，所述膜片安装座（2）的法兰盘部（201）的外侧壁上设置有外螺纹结构（205），所述膜片安装座（2）上螺纹安装有套筒（10），所述套筒（10）的下端开口设置，上端封闭设置，且套筒（10）的下端内壁上设置有与膜片安装座（2）的外螺纹结构（205）相适配的内螺纹结构，所述套筒（10）的内壁上设置有吸音棉层，所述套筒（10）的上端壁上设置有供屏蔽电线（4）穿过的穿线通孔（1001），所述穿线通孔（1001）贯穿套筒（10）上端内壁上设置的吸音棉层。

6.根据权利要求5所述的一种抗干扰压力变送器，其特征在于，所述穿线通孔（1001）的孔壁上设置有橡胶套（11），所述屏蔽电线（4）由橡胶套（11）中穿过，且屏蔽电线（4）与橡胶套（11）相互挤压。

7.根据权利要求5所述的一种抗干扰压力变送器，其特征在于，所述套筒（10）的外圆柱壁上设置有多个防滑纹（1002），多个所述的防滑纹（1002）沿着套筒（10）圆周方向均匀设置，所述防滑纹（1002）为沿着套筒（10）的轴向方向设置的竖直纹。

8.根据权利要求5所述的一种抗干扰压力变送器，其特征在于，所述膜片安装座（2）的膜片安装部（202）横截面的外轮廓为圆形，所述弹性密封垫片（7）的测量通孔（701）为圆柱形通孔结构，所述膜片安装部（202）由测量通孔（701）中穿过，且膜片安装部（202）的外壁与测量通孔（701）的孔壁之间为过盈配合，所述膜片安装部（202）的下端外侧设置有倒角或者圆角结构（206）。

9.根据权利要求5所述的一种抗干扰压力变送器，其特征在于，所述膜片安装座（2）的上端面上设置有振动传感器（12），所述振动传感器（12）与变送器本体（3）中的信号处理电路电性相连，所述变送器本体（3）的信号处理电路中设置有振动补偿模块，所述振动补偿模块用于补偿膜片安装座（2）振动对测量结果造成的影响。

10.根据权利要求9所述的一种抗干扰压力变送器，其特征在于，所述振动传感器（12）通过屏蔽电线（4）与变送器本体（3）中的信号处理电路电性相连，所述套筒（10）上端壁上设置的穿线通孔（1001）有两个，两个所述的穿线通孔（1001）的孔壁上均设置有橡胶套（11），两个所述的屏蔽电线（4）分别由一个穿线通孔（1001）中设置的橡胶套（11）中穿过，且均与橡胶套（11）相互挤压。

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